摘要： 图5 如图5所示.匀强电场区域和匀强磁场区域紧邻且宽度相等均为d.电场方向在纸平面内竖直向下.而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场.从A点射出电场进入磁场.离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半.当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致.已知d.v0.求: (1)粒子从C点穿出磁场时的速度v, (2)电场强度E和磁感应强度B的比值. [解析] (1)粒子在电场中偏转时做类平抛运动.则垂直电场方向有d＝v0t 平行电场方向有＝t 解得vy＝v0 则到A点时速度为v＝v0 粒子在磁场中运动时速度大小不变.所以粒子从C点穿出磁场时速度仍为v0. (2)在电场中偏转时.出A点时速度与水平方向成45°角 vy＝t＝.并且vy＝v0 解得E＝ 在磁场中做匀速圆周运动.如图所示 由几何关系得R＝d 又qvB＝.且v＝v0 解得B＝ 则＝v0. [答案] (1)v0 (2)v0
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如图甲所示，CD为半径r=1.8m的光滑绝缘圆弧轨道，其所对应的圆心角θ=90°，轨道末端水平．木板B长L=10m、质量M=1.2kg，静止放置在粗糙水平地面MN上，左端位于M点，上表面与CD轨道末端相切．PQ左侧为匀强磁场区域，磁感应强度B0=1T，方向垂直纸面向外．PQ右侧为匀强电场区域，电场强度随时间变化的关系如图乙所示，规定电场方向竖直向下为正方向．一质量m=1kg、带电量q=+0.1C的滑块A在某一时刻由C点静止释放．已知滑块A与木板B之间的动摩擦因素μ1=0.5，木板B与水平地面之间的动摩擦因素μ2=0.2，可将滑块视为质点，g取10m/s2．求：
（1）滑块A滑至圆弧轨道最低点时的速度大小和此时滑块A对轨道的压力．
（2）若滑块A在t=0时进入电场区域，滑块A最终静止时离D点的距离．
（3）若滑块A在t=2s时进入电场区域，滑块A最终静止时离D点的距离．
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（1）滑块A滑至圆弧轨道最低点时的速度大小和此时滑块A对轨道的压力．
（2）若滑块A在t=0时进入电场区域，滑块A最终静止时离D点的距离．
（3）若滑块A在t=2s时进入电场区域，滑块A最终静止时离D点的距离．
如图甲所示，两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的交流电压u，金属板间电场可看做均匀、且两板外无电场，板长L=0.2m，板间距离d=0.1m，在金属板右侧有一左边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO′垂直，磁感应强度 B=5×10-3T，方向垂直纸面向里．现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比荷
=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视为恒定不变．求：
（1）垂直边界MN进入磁场的带电粒子在磁场中运动的轨道半径；
（2）为了使射入电场的带电粒子全部进入磁场，交变电压的最大值um和粒子进入磁场的最大速度；
（3）所有进入磁场的带电粒子经磁场偏转后从边界MN上哪个范围离开磁场的．
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| q | m |
（1）垂直边界MN进入磁场的带电粒子在磁场中运动的轨道半径；
（2）为了使射入电场的带电粒子全部进入磁场，交变电压的最大值um和粒子进入磁场的最大速度；
（3）所有进入磁场的带电粒子经磁场偏转后从边界MN上哪个范围离开磁场的．
如图甲所示，在光滑绝缘的水平面上固定着两对几何形状完全相同的平行金属板PQ和MN，P、Q与M、N四块金属板相互平行地竖直地放置，其俯视图如图乙所示．已知P、Q之间以及M、N之间的距离都是d=0.2m，极板本身的厚度不计，极板长均为L=0.2m，板间电压都是U=6.0×102V．金属板右侧为竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=5×102T，磁场区域足够大．今有一质量为m=1×10-4kg，电量为q=2×10-6C的带负电小球在水平面上如图从PQ平行板间左侧中点O沿极板中轴线以初速度v0=4m/s进入平行金属板PQ．
（1）试求小球刚穿出平行金属板PQ进入磁场瞬间的速度；
（2）若要小球穿出平行金属板PQ后，经磁场偏转射入平行金属板MN中，且在不与极板相碰的前提下，最终在极板MN的左侧中点O′沿中轴线射出．则金属板Q、M间距离最大是多少？
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（1）试求小球刚穿出平行金属板PQ进入磁场瞬间的速度；
（2）若要小球穿出平行金属板PQ后，经磁场偏转射入平行金属板MN中，且在不与极板相碰的前提下，最终在极板MN的左侧中点O′沿中轴线射出．则金属板Q、M间距离最大是多少？
如图甲所示，两平行金属板的板长l=0.20m，板间距d=6.0×10-2m，在金属板右侧有一范围足够大的方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其边界为MN，与金属板垂直．金属板的下极板接地，上极板的电压u随时间变化的图线如图乙所示，匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10-2T．现有带正电的粒子以v0=5.0×105m/s的速度沿两板间的中线OO′连续进入电场，经电场后射入磁场．已知带电粒子的比荷
=108C/kg，粒子的重力忽略不计，假设在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变，不计粒子间的作用（计算中取
=tan15°）．
（1）求t=0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；
（2）求t=0.30s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；
（3）试证明：在以上装置不变时，以v0射入电场比荷相同的带电粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等．
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| q |
| m |
| 4 |
| 15 |
（1）求t=0时刻进入的粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离；
（2）求t=0.30s时刻进入的粒子，在磁场中运动的时间；
（3）试证明：在以上装置不变时，以v0射入电场比荷相同的带电粒子，经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离都相等．
如图甲所示，PQNM是表面粗糙、倾角为θ=37°的绝缘斜面，abcd是质量m=0.5kg、总电阻R=0.5Ω、边长L=0.5m的正方形金属线框，线框的匝数N=5．将线框放在斜面上，不加磁场时两者之间的最大静摩擦力为3.7N．已知线框与斜面间的动摩擦因数μ=0.8．在OO′NM的长方形区域加上垂直斜面方向的匀强磁场，使线框面积的五分之二处于磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．（1）试根据图乙求出B随时间t变化的函数关系式．
（2）在t=0时刻线框是否会开始沿斜面运动？通过必要的计算过程和文字说明得出合理的结论．