题目内容
如图，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，第四象限内存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场。从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30°～150°，且在xOy平面内。结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限的匀强电场区。已知带电粒子电量为q，质量为m，重力不计。求：
（1）垂直y轴方向射入磁场粒子运动的速度大小v1；
（2）粒子在第Ⅰ象限的磁场中运动的最长时间以及对应的射入方向；
（3）从x轴上
点射人第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上
的点，求该粒子经过点的速度大小。
解：（1）如图所示，粒子运动的圆心在O点，轨道半径r1=a ……①（1分）
由 
…… ②（2分）
得 
……③（1分）
（2）当粒子初速度与y轴正方向夹角30°时，粒子运动的时间最长 （1分）
此时轨道对应的圆心角
=150° ……④
粒子在磁场中运动的周期 
……⑤（1分）
∴
……⑥（1分）
（3）如图所示设粒子射入磁场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，
则有 
，……⑦（1分）
……⑧（1分）
由⑦⑧ 得 θ =45° ……⑨
……⑩（1分）
此粒子进入磁场的速度v0，则
……⑪ (1分)
设粒子到达y轴上速度为v
根据动能定理，有
……⑫（2分）
由⑪⑫得 
……⑬（1分）
练习册系列答案
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如图所示，在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场，y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1=
（2013?常德模拟）如图所示，在xOy平面的第I象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E；第Ⅱ象限内有半径为R的圆分别与x轴、y轴相切于P、Q 两点，圆内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一带正电的粒子（重力不计）以速率v0从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场，最后从M（
L）的A点以速度v0沿 +x方向射出，恰好经过坐标为[0，-(
–1)L]的C点射入区域Ⅰ。粒子重力忽略不计。
、方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L，高度均为3L。质量为m、电荷量为 +q的带电粒子从坐标为（– 2L，–
L）的A点以速度v0沿+x方向射出，恰好经过坐标为[0，-(
L）的A点以速度v0沿 +x方向射出，恰好经过坐标为[0，-(
–1)L]的C点射入区域Ⅰ。粒子重力忽略不计。