（1）若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？（2）改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板

题型：不详难度：来源：

（1）若粒子恰好垂直于EC边射出磁场，求磁场的磁感应强度B为多少？
（2）改变磁感应强度的大小，粒子进入磁场偏转后能打到ED板，求粒子从进入磁场到第一次打到ED板的最长时间是多少？
（3）改变磁感应强度的大小，可以再延长粒子在磁场中的运动时间，求粒子在磁场中运动的极限时间。（不计粒子与ED板碰撞的作用时间。设粒子与ED板碰撞前后，电量保持不变并以相同的速率反弹）

答案

（1）

（2）

（3）

解析

（1）依题意，粒子经电场加速射入磁场时的速度为v
由

（2分）
得

………………①
粒子在磁场中做匀速圆周运动其圆心在E点，如图所示，半径

…………②

由洛仑兹力提供向心力：

…………③
由①②③式得：

（2分）

（2）粒子速率恒定，从进入磁场到第一次打到ED板的圆周轨迹到EC边相切时，路程最长，运动时间最长。如图，设圆周半径为r₂
由图中几何关系：

（2分）
得：

………………④
最长时间

………………⑤ （2分）
由①④⑤式得：

（2分）
（3）设粒子运动圆周半径为r，

越小，最后一次打到ED板的点越靠近E端点，在磁场中圆周运动累积路程越大，时间越长。当r为无穷小，经过n个半圆运动，最后一次打到E点。有：

………………⑥ （1分）圆周运动周期：

…………⑦ （1分）
最长的极限时间

…………⑧ （1分）
由⑥⑦⑧式得：

（1分）

举一反三

（1）电子从板间射出的速度

（2）两板间所加电压

（3）电子在复合场区域运动到A点的曲率半径

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如图所示，在xOy平面内y>0的区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B₀，在y<0的区域也存在垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)，一带正电的粒子从y轴上的P点垂直磁场入射，速度方向与y轴正向成45¡。粒子第一次进入y<0的区域时速度方向与x轴正向成135¡，再次在y>0的区域运动时轨迹恰与y轴相切。已知OP的距离为

，粒子的重力不计，求：

(1)y<0的区域内磁场的磁感应强度大小；
(2)粒子第2n(n∈N^＋)次通过x轴时离O点的距离(本问只需写出结果)。

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在

平面上有一片稀疏的电子处在

的范围内，从

负半轴的远处以相同的速率

沿着

轴方向平行地向

轴射来. 试设计一个磁场，使得所有电子均通过原点，然后扩展到在

范围内继续沿着

正方向飞行（如图，虚线内范围）

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两平面荧光屏互相垂直放置，在两屏内分别取垂直于两屏交线的直线为x轴和y轴，交点O为原点，如图所示，在y>0，0<x<a的区域有垂直于纸面向里的匀强磁场，在y>0，x>a的区域有垂直于纸面向外的匀强磁场，两区域内的磁感应强度大小均为B。在O点有一处小孔，一束质量为m、带电量为q（q>0）的粒子沿x轴经小孔射入磁场，最后打在竖直和水平荧光屏上，使荧光屏发亮，入射粒子的速度可取从零到某一最大值之间的各种数值。已知速度最大的粒子在0<x<a的区域中运动的时间与在x>a的区域中运动的时间之比为2：5，在磁场中运动的总时间为

，其中T为该粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动的周期。试求两个荧光屏上亮线的范围（不计重力的影响）。

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(10分)如图所示，比荷为

的负离子，以速度v垂直磁感应强度为B的匀强磁场由．P点进入，界面I和Ⅱ平行，宽度为L(L<

)要使离子由界面II飞出可改变离子的入射方向，离子所受重力不计，求离子在磁场中运动时间的最小值和最大值

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