如图所示,在y轴的右方有一匀强磁场,磁感强度为B,方向垂直纸面向外.在x轴的下方,有一匀强电场,场强为E,方向平行x轴向左.有一绝缘板放置有y轴处,且与纸面垂直

如图所示,在y轴的右方有一匀强磁场,磁感强度为B,方向垂直纸面向外.在x轴的下方,有一匀强电场,场强为E,方向平行x轴向左.有一绝缘板放置有y轴处,且与纸面垂直

题型:不详难度:来源:
如图所示,在y轴的右方有一匀强磁场,磁感强度为B,方向垂直纸面向外.在x轴的下方,有一匀强电场,场强为E,方向平行x轴向左.有一绝缘板放置有y轴处,且与纸面垂直.现在一质量为m,带电量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速,然后以垂直于绝缘板的方向从A处直线穿过绝缘板,而后从x轴的K处以与x车正向夹角为60°的方向进入电场和磁场迭加的区域,最后到达y轴上的C点.已知OD长为L,不计粒于重力,粒子穿过绝缘板后电量不变,求:
(1)粒子经过绝缘板时损失的动能;
(2)粒子到达C点时的速度大小.
答案
(1)不计粒子受的重力,假设粒子穿过绝缘板后电量不变,
粒子在磁场中只受洛仑兹力作用作匀速圆周运动,速度设为V.
则qBV=
mV2
R

∴R=
mV
qB

由几何知识知,R=
2L


3

mV
qB
=
2L


3

得:V=
2qBL


3
m

粒子被加速,穿过绝缘板时损失的功能为△E
则△E=qu-
1
2
mV2

得△E=qu-
2q2B2L2
3m

(2)从D点到C点,只有电场力对粒子做功,到达C点速度Vc
由动能定理qEL=
1
2
mVc2-
1
2
mV2

得:Vc=
1
3m


18mqEL+12q2B2L2

答:(1)粒子经过绝缘板时损失的动能为qu-
2q2B2L2
3m

(2)粒子到达C点时的速度大小为
1
3m


18mqEL+12q2B2L2
举一反三
如图所示,质量为m、带电量为+q的带电粒子,以初速度υ0垂直进入相互正交的匀强电场E和匀强磁场B中,从P点离开该区域,此时侧向位移为y,粒子重力不计,则(  )
A.粒子在P点所受的电场力一定比磁场力大
B.粒子在P点的加速度为(qE-qυ0B)/m
C.粒子在P点的速率为


v20
+
2qyE
m
D.粒子在P点的动能为
1
2
m
v20
-qyE

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如图甲所示,MN和PQ是两块光滑挡板,两板平行放置,板间距为d=0.15m,A、C是MN板上相距l=0.2m的两个小孔.质量为m=2×10-12kg,带电量为q=+5×10-8C的粒子(可以看成点电荷)从A点以速度v=3×103m/s的速度垂直于MN板射入,粒子与两板的碰撞为弹性碰撞(粒子碰撞前后沿板方向的速度不变,垂直于板的速度大小不变,方向变为反向),带电粒子的重力不计.则
(1)若两板间有与板面平行的匀强电场,如图甲,且粒子只与PQ板碰撞一次就从C点飞出,求匀强电场的电场强度的大小;
(2)若两板间有如图乙所示的匀强磁场,要使粒子能从C点飞出,求磁感应强度的可能取值.
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如图中左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U,两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里.一正离子沿平行于金属板面、从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的F点射出.已知速度的偏向角为θ=90°,不计重力.求:
(1)离子速度v的大小; 
(2)离子的比荷q/m.
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容器内某放射性原子在衰变生成新核过程中放出一个粒子,设该粒子的质量为m,电荷量为q,设粒子从放射源出进入平行极板S1窄缝时初速度近似为零,平板电极S1和S2间的电势差为U,粒子经电场加速后,沿OX方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,OX垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场右边界MN时,其速度方向与OX方位的夹角θ=60°,如图所示,整个装置处于真空中.
(1)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(2)求粒子在磁场中运动所用时间t;
(3)若撤去磁场,并在原磁场区域加上平行于极板方向的匀强电场,使粒子仍然从边界MN上岸原方向出射,求所加匀强电场的电场强度大小.
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如图,磁感强度为B的匀强磁场,垂直穿过平面直角坐标系的第I象限.一质量为m,带电量为q的粒子以速度V从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场,运动到A点时的速度方向平行于x轴,那么(  )
A.粒子带正电
B.粒子带负电
C.粒子由O到A经历时间t=
πm
3qB
D.粒子的速度没有变化

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