一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一初速射入如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为B，磁场宽度为L），要使此带电粒子穿过这个磁场，则带电粒子的初速度应为多大？

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一质量为m、带电量为q的带电粒子以某一初速射入如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为B，磁场宽度为L），要使此带电粒子穿过这个磁场，则带电粒子的初速度应为多大？魔方格

答案

由于不知道粒子的电性，所以要分为两种情况来分析
（1）若带电粒子带正电
带电粒子在磁场中沿逆时针方向运动，当运动轨迹刚好与磁场右边界相切时，轨道半径R-Rcosθ=L
则有R=

1-cosθ

，又因R=

则速度为v=

qBL

m(1-cosθ)

即带电粒子要穿过磁场，速度要大于

qBl

m(1-cosθ)

（2）若带电粒子带负电
带电粒子在磁场中沿顺时针方向运动，当运动轨迹刚好与磁场右边界相切时，轨道半径R+Rcosθ=L
R=

1+cosθ

，又因R=

则速度v=

qBL

m(1+cosθ)

带电粒子要穿过磁场，速度要大于

qBL

m(1+cosθ)

答：带正电的粒子要穿过磁场，速度要大于

qBL

m(1-cosθ)

，带负电的粒子要穿过磁场，速度要大于

qBL

m(1+cosθ)

．

举一反三

所谓反物质就是和正常物质的质量相等、电荷量相等而电性相反的物质．如反质子质量数是l，电荷数是-1：即

1-1

H．现在有由质子、反质子、α粒子、反α粒子组成的粒子束，从上向下通过如图的正交匀强电场和匀强磁场区后进入另一个匀强磁场，偏转轨迹分为1、2、3、4四支．下列说法中正确的是（　　）

A．进入下面磁场的所有粒子具有相同的速度

B．上方两极板中M板一定带正电

C．1是反质子的轨迹，4是α粒子的轨迹

D．2是反质子的轨迹，3是α粒子的轨迹

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如图所示，两互相平行的水平金属导轨MN、PQ放在竖直平面内，相距为L=0.4cm，左端接平行板电容器，板间距离为d=0.2m，右端接滑动变阻器R（R的最大阻值为Ω），整个空间有水平匀强磁场，磁感应强度为B=10T，方向垂直于导轨所在平面．导体棒CD与导轨接触良好，棒的电阻为r=1Ω，其它电阻及摩擦均不计，现对导体棒施加与导轨平行的大小为F=2N的恒力作用，使棒从静止开始运动，取g=10m/s²．求：
（1）当滑动变阻器R接入电路的阻值最大时，拉力的最大功率是多大？
（2）当滑动触头在滑动变阻器中点且导体棒处于稳定状态时，一带电小球从平行板电容器左侧沿两极板的正中间射入，在两极板间恰好做匀速直线运动；当滑动触头在滑动变阻器最下端且导体棒处于稳定状态时，该带电小球以同样的方式和速度入射，在两极间恰能做匀速圆周运动，求圆周的半径是多大？魔方格

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要把具有相同动能的质子（₁¹H）和α粒子（₂⁴He）分开，可使它们（　　）

A．垂直射入同一匀强磁场，轨道半径大的是质子

B．垂直射入同一匀强磁场，轨道半径大的是α粒子

C．垂直射入出一匀强电场，偏转角度大的是质子

D．垂直射入出一匀强电场，偏转角度大的是α粒子

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如图所示，在xoy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场，y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场，MN边界与y轴平行且间距保持不变．一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v₀从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场，每次经过磁场的时间均为t₀，粒子重力不计．

（1）求磁感应强度的大小B．
（2）若t=5t₀时粒子回到原点O，求电场区域的宽度d和此时的电场强度E₀．
（3）若带电粒子能够回到原点0，则电场强度E应满足什么条件？

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如图，区域Ⅰ内有与水平方向成45°角的匀强电场E₁，区域宽度为d₁，区域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场B和匀强电场E₂，区域宽度为d₂，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下．一质量为m、带电量为q的微粒在区域Ⅰ左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，从区域Ⅱ右边界上的Q点穿出，其速度方向改变了60°，重力加速度为g，求：
（1）区域Ⅰ和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度E₁、E₂的大小？
（2）区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度B的大小．
（3）微粒从P运动到Q的时间有多长？

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