如图所示，所以O为圆心，R为半径的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；竖直平行放置的极板A、K相距为d，AK之间的电压

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如图所示，所以O为圆心，R为半径的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；竖直平行放置的极板A、K相距为d，AK之间的电压可以调节，S₁、S₂为A、K极板上的两个小孔，且S₁、S₂和O三点在垂直于极板的同一直线上，OS₂=R；质量为m、电量为q的正离子从S₁进入电场后，自S₂射出并进入磁场区域，不计重力和离子进入电场时的初速度，问：
（1）为使正离子射出磁场时的速度的方向与进入时重直，A、K之间的电压应为多大？
（2）粒子在磁场中的运动时间多长？魔方格

答案

（1）正离子在电场中做初速度为零的加速直线运动
由动能定理得qU=

mv2①
∵正离子以速度v进入匀强磁场，做匀速圆周运动Bqv=m

②
正离子离开磁场时的速度与进入时垂直，故r=R ③
解得A、K间的电压U=

B2R2q

（2）离子进入磁场后洛仑兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：Bqv=m

④
离子在磁场中做匀速圆周运动的周期为：T=

2πR

⑤
离子在磁场中的运动时间为：t=

T⑥
解④⑤⑥式得：t=

πm

2Bq

答：（1）为使正离子射出磁场时的速度的方向与进入时重直，A、K之间的电压应为

B2R2q

；
（2）粒子在磁场中的运动时间为：：t=

πm

2Bq

．

举一反三

如图，分界面的上下两侧是方向相反、足够大的匀强磁场，磁感强度大小均为B．一个质量为m、电量为+q的粒子以速度v由P点沿与界面垂直方向射入上边的匀强磁场，则该粒子在运动过程中动能的大小______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；请在图中画出该粒子的运动轨迹．魔方格

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吴健雄是著名的美籍华裔物理学家，以她的名字命名的小行星（吴健雄星）半径约为16km，该行星的密度与地球相近，若在此小行星上发射一颗卫星环绕其表面运行，试估算该卫星的环绕速度（已知地球半径为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s²）．

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如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x＞0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场，场强的大小为E，一个带正电的小球经过图中的x轴上的A点，沿着与水平方向成θ=30°角的斜向下直线做匀速运动，经过y轴上的B点进入x＜0的区域，要使小球进入x＜0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动，需在x＜0区域另加一匀强电场，若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点（C点未标出），且

，设重力加速度为g，求：
（1）小球运动速率的大小；
（2）在x＜0的区域所加电场的场强大小和方向；
（3）小球从B点运动到C点所用时间．魔方格

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（1）太阳内部不断地发生4个氢核结合成为1个氦核的反应，这个核反应释放出的能量就是太阳的能源．
①写出这个核反应方程．
②指出该板反应的类型．
（2）设地球绕太阳做匀速圆周运动的周期为T、轨道半径为R，万有引力常量为G．求太阳的质量M．

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如图所示，在半径为2a和a的同心圆围成的环状区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B．质量为m、电荷量为q的带电粒子（初速度为零，不考虑重力）经加速电场加速后从A点沿半径且垂直磁场方向进入磁场，要使粒子不进入中心无磁场的圆形区域，试求：
（1）带电粒子在磁场中运动的最大轨道半径
（2）加速电压的最大值．魔方格

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