半径为r的光滑圆环固定在竖直平面内，竖直向下的匀强电场强度为E，与圆环所在平面垂直的匀强磁场的磁感强度为B。一质量为m，带正电量为q的球套在光滑圆环上，从A点由

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半径为r的光滑圆环固定在竖直平面内，竖直向下的匀强电场强度为E，与圆环所在平面垂直的匀强磁场的磁感强度为B。一质量为m，带正电量为q的球套在光滑圆环上，从A点由静止开始运动，求小球到达最低位置C（∠AOC=90⁰）时：
（1）小球的速率；
（2）小球对圆环压力的大小。

答案

（1）

（2）3qE+3mg+qB

解析

（1）从A到C过程中，由动能定理

mgr+qEr=mv²/2………………（1）
∴v=

(2)小球受力如图由牛顿第二定律
F_N－qE－mg－F_洛=mv²/r……（2）
F_洛=qBv………………………（3）
由（1）（2）(3)解得
F_N=3qE+3mg+F_洛

=3qE+3mg+qB

举一反三

如图所示，已知正方形abcd边长为

，e是cd边的中点，abcd所围区域内是一个磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面的匀强磁场，一带电粒子从静止开始经电压为U的电场加速后从a点沿ab方向射入磁场，最后恰好从e点射出。不计带电粒子的重力。求：
(1)带电粒子的电量与质量的比值q/m；
(2)带电粒子从a点到e点的运动时间。
（已知ｓｉｎ５３^ｏ＝０．８　ｃｏｓ５３^ｏ＝０．６　ｔａｎ２６．５^ｏ＝

）

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如图8所示，直线MN的上侧有垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁场的上边界与MN平行，磁感应强度为B. 质量为m，带电量为-q的粒子以速度v从MN上的p点射入磁场，入射方向与MN间夹角为θ.沿MN方向磁场范围足够大，要使粒子能从MN上的某点射出磁场，磁场上边界到下边界MN的距离至少应为多大?

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（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）

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（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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