如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点

题型：不详难度：来源：

如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处于匀强电场中，三个完全相同的带正电小球a、b、c从轨道最高点自由下滑至第一次到达最低点K的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．在K处球a速度最大

B．在K处球b对轨道压力最大

C．球b需要的时间最长

D．球c机械能损失最多

答案

对a小球受力分析可知，F_a+qvB-mg=m

va2

，所以F_a=mg-qvB+m

va2

；
对b球受力分析可得，F_b-mg=m

vb2

，所以F_b=mg+m

vb2

；
对c球受力分析可知，F_c-mg=m

vc2

，所以F_c=mg+m

vc2

；
由于a球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒；
b球受到的电场力对小球做负功，到达最低点时的速度的大小最小，所以b球的运动的时间也长，所以A错误C正确；
c球受到的电场力对小球做正功，到达最低点时球的速度大小最大，所以c球的机械能增加，c球对轨道压力最大，所以B错误，D错误．
故选：C．

举一反三

如图所示，一质量为m，带电量为-q，不计重力的粒子，从x轴上的P（a，0）点以速度大小为v，沿与x轴正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限．求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）穿过第一象限的时间t．

题型：不详难度：| 查看答案

在y＞0的区域内存在匀强磁场，磁场垂直于图中的xOy平面，方向指向纸外，原点O处有一离子源，沿各个方向射出速率相等的同种正离子，不考虑离子之间的相互作用，它们在磁场中做圆周运动的圆心所在的轨迹，下面给出的四个半圆中能正确表示的是
（　　）

A．

B．

C．

D．

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示，一带电粒子从Y轴上的a点以平行于X轴的方向射入第一象限区域，射入的速度为v₀．带电粒子的质量为m，带负电，电荷量为q．为了使带电粒子通过X轴上的b点，可在第一象限的某区域加一个沿Y轴正方向的匀强电场，电场强度为E，电场区域沿Y轴方向无限长，沿X方向的宽度为s．已知Oa=L，O_b=2s，不计带电粒子的重力．
（1）若b点在电场内，要使粒子过b点，求该电场的左边界与b点的距离．
（2）若b点在电场外，在第一象限紧挨电场右侧加一个垂直于XOY平面的磁感应强度为B的匀强磁场，该磁场足够大，使得粒子也能过b点且速度方向沿X轴正方向，求该电场的左边界与b点的距离．

题型：不详难度：| 查看答案

如图示，一个质子以速度v进入匀强磁场中，速度方向与磁场方向垂直．匀强磁场的磁感强度为B，质子的电荷为q，质量为m．质子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，用所给的这些物理量，推导出质子在磁场中做圆周运动的半径R的表达式为______．已知磁场的磁感强度B=6.3×10^-2T，质子电荷q=1.6×10^-19C，质子质量m=1.7×10^-27kg，则计算出质子做圆周运动的周期为______s（保留二位有效数字）．

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示，水平方向的匀强电场的场强为E，场区宽度为L，紧挨着电场的是垂直纸面向外的两个匀强磁场区域，其磁感应强度分别为B和2B，三个场的竖直方向均足够长．一个质量为m，电量为q的带正电粒子，其重力不计，从电场的边界MN上的a点由静止释放，经电场加速后进人磁场，穿过中间磁场所用的时间t₀=

πm

6qB

，进入右边磁场后能按某一路径再返回到电场的边界MN上的某一点b，途中虚线为场区的分界面．
求：
（1）中间场区的宽度d；
（2）粒子从a点到b点所经历的时间t；
（3）当粒子第n次返回电场的MN边界时与出发点之间的距离S_n．

题型：不详难度：| 查看答案