如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m，电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着

题型：不详难度：来源：

如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m，电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出。射出之后，第三次到达x轴时，它与点O的距离为L。

小题1:带电粒子在磁场中做何种运动？
小题2:带电粒子在电场中做何种运动？
小题3:求此粒子射出时的速度v
小题4:运动的总路程s（重力不计）。

答案

小题1:匀速圆周运动(半周)
小题2:往复运动，匀减速到零后匀加速返回
小题3:运动轨迹如右图L＝4R
设粒子初速度为v，qvB=mv²/R
小题4:πL/2+qB²L²/(16mE)

解析

分析：粒子在磁场中做圆周运动，转动半周后到达电场先减速再反向加速，以大小不变的速度反向进入磁场，再次偏转；由题意可知半径大小，由洛仑兹力充当向心力可求得粒子的速度；粒子的总路程包括电场中的路程和磁场中的路程，求出两场中的过程即可求出总路程．
解答：解：由题意知第3次经过x轴的运动如图所示

由几何关系：L=4R，设粒子初速度为v，则有：qvB=m

，可得：v=

；
设粒子进入电场作减速运动的最大路程为L′，加速度为a，则有：v²=2aL′
qE=ma，则电场中的路程：L′=

粒子运动的总路程：s=2πR+2L’=

答：粒子在磁场中做匀速圆周运动，在电场中做往复运动，匀减速到零后匀加速返回，粒子射出的速度为

，粒子的总路程为

．
点评：带电粒子在磁场中的题目关键在于明确圆心和半径，注意要根据题意找出合理的运动过程，从而得出正确的结论．

举一反三

如图所示，在区域Ⅰ(0≤x≤d)和区域Ⅱ(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面．一质量为m、带电荷量q(q＞0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域Ⅰ，其速度方向沿x轴正向．已知a在离开区域Ⅰ时，速度方向与x轴正向的夹角为30°；此时，另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从P点沿x轴正向射入区域Ⅰ，其速度大小是a的；不计重力和两粒子之间的相互作用力．求：

小题1:粒子a射入区域Ⅰ时速度的大小；
小题2:当a离开区域Ⅱ时，a、b两粒子的y坐标之差．

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如图所示，电源电动势E₀=15V。内阻r₀=1Ω，电阻R₁=30Ω,R₂=60Ω。间距d=0.2m的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B=1T的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度v=0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为R_x，忽略空气对小球的作用，取g=10m/s²。

小题1:当R_x=29Ω时，电阻R₂消耗的电功率是多大？
小题2:若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60⁰，则R_x是多少？

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如图所示，BC是半径为R的1/4圆弧形光滑绝缘轨道，轨道位于竖直平面内，其下端与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。现有一质量为m的带电小滑块（体积很小可视为质点），在BC轨道的D点释放后可以静止不动。已知OD与竖直方向的夹角为α =37°，随后把它从C点由静止释放，滑到水平轨道上的A点时速度减为零。若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为