如图所示，虚线上方有方向竖直向下的匀强电场，虚线上下有相同的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，ab是一根长为l的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方，b端

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如图所示，虚线上方有方向竖直向下的匀强电场，虚线上下有相同的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，ab是一根长为l的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方，b端恰在虚线上，将一套在杆上的带电量为q、质量为m的小环（小环重力忽略不计），从a端由静止释放后，小环先作加速运动，后作匀速运动到达b端，已知小环与绝缘杆间的动摩擦系数为μ，当小环脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是

，求：
（1）小环到达b点的速度v_b；
（2）匀强电场的场强E．魔方格

答案

（1）小环在磁场中做匀速圆周运动，由洛仑兹力提供向心力：
qvbB=m

　　
又因R=

解得b点速度为：vb=

Bql

（2）小环在沿杆向下运动时，受力情况如图所示：
当小环在杆上做匀速运动时由平衡条件得
在水平方向有：N=qv_bB 　　　（1）
在竖直方向有：qE=f　　（2）
魔方格

又因摩擦力：f=μN　　　　　　（3）
由（1）（2）（3）式解得，匀强电场的场强E为：E=

B2ql

3μm

答：（1）小环到达b点的速度

Bql

；
（2）匀强电场的场强

B2ql

3μm

．

举一反三

如图所示，A、B、C三个一样的滑块从光滑斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度方向沿斜面向下，大小为v₀，C的初速度方向沿斜面水平，大小也为v₀，下列说法中正确的是（　　）

A．滑到斜面底端时，C的动能最大

B．滑到斜面底端时，B的动能最大

C．A和C将同时滑到斜面底端

D．C一定是最后滑到斜面底端

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一带电粒子射入一固定的点电荷Q的电场中，沿如图所示的虚线由a点运动到b点．a、b两点到点电荷Q的距离分别为r_a和r_b且r_a＞r_b．若不计重力，则（　　）

A．带电粒子一定带正电

B．带电粒子所受电场力先做负功后做正功

C．带电粒子在b点的动能大于在a点的动能

D．带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能

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实线为电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等．一正电荷在等势面φ₃上时，具有动能20J，它运动到等势面φ₁上时，动能为零．令φ₂=0，那么，当该电荷的电势能为4J时，求它的动能是______焦耳．魔方格

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如图所示，大量质量为、电量为的带电粒子（不计重力），由静止开始经电场加速后沿水平方向从P点进入的匀强磁场，不计各粒子之间的作用力．已知磁感应强度为B，磁场的两边界线竖直且上下足够长，宽度为．回答下列问题：
（1）加速电场的电压为U₀时，粒子刚好能从磁场的右边界穿过，求U₀=？
（2）若在P点加一个速度散射器（可使粒子速度方向变化，而不改变速度大小），使粒子从P点沿各个方向射入磁场，为使磁场右边界有粒子射出，加速电压至少应为多大？
（3）在有速度散射器的情况下，将加速电压调为U=U₀，则穿过磁场的粒子中，穿越磁场的最短时间为多少？魔方格

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用磁聚焦法测比荷的装置如图所示．在真空玻璃管中装有热阴极K和带有小孔的阳极A．在A、K之间加上电压U后，不断地有电子从阴极K由静止加速到达阳极A，并从小孔射出．接着电子进入平行板电容器C，电容器两极板间加有不大的交变电场，使不同时刻通过的电子发生不同程度的偏转；电容器C和荧光屏S之间加一水平向右的均匀磁场，电容器和荧光屏间的距离为L，电子经过磁场后打在荧光屏上，将磁场的磁感应强度从零开始缓慢增大到为B时，荧光屏上的光点的锐度最大（这时荧光屏S上的亮斑最小）．
（1）若平行板电容器C的板长为

，求电子经过电容器和磁场区域的时间之比；
（2）用U、B、L表示出电子的比荷；
（3）在磁场区域再加一匀强电场，其电场强度的大小为E=

，方向与磁场方向相反，若保持U、L和磁场方向不变，调节磁场的磁感应强度大小，仍使电子在荧光屏上聚焦，则磁感应强度大小满足的条件是什么？魔方格

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