如图所示，竖直放置的金属薄板M、N间距为d．绝缘水平直杆左端从N板中央的小孔穿过，与M板固接，右端处在磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电量为+q的中空小

题型：不详难度：来源：

如图所示，竖直放置的金属薄板M、N间距为d．绝缘水平直杆左端从N板中央的小孔穿过，与M板固接，右端处在磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、带电量为+q的中空小球P，套在水平直杆上，紧靠M板放置，与杆的动摩擦因数为μ．当在M、N板间加上适当的电压U后，P球将沿水平直杆从N板小孔射出，试问：
（1）此时M、N哪个板的电势高？它们间的电势差必须大于多少？
（2）若M、N间电压

时，小球能沿水平直杆从N板中央小孔射入磁场，则射入的速率多大？若磁场足够大，水平直杆足够长，则小球在磁场中运动的整个过程中，摩擦力对小球做多少功？

答案

（1）（8分）
若要小球P沿水平直杆从板间射出，必须使M板电势高于N板电势。 2分
小球P能沿水平直杆从板间射出，必须使电场力大于小球所受的摩擦力，即

2分

2分
故

2分
即M板电势至少比N板高

（2）（10分）
设P球射出电场时的速率为

，由动能定理得：

2分
即

解得：

2分
小球P射入磁场后受到竖直向上的洛伦兹力作用，可能出现三种情况。
Ⅰ．

，则小球不受摩擦力，做匀速直线运动。故摩擦力做功为零。1分
Ⅱ．

，则直杆对小球有向下的压力，小球受摩擦力减速，当减速到洛仑兹力与重力大小相等后做匀速运动。设小球匀速时的速度为

，则

1分
设此过程中摩擦力做的功为W，由动能定理得：

1分
即

解得：

1分
上式中前后两项颠倒（即功的正负颠倒的），扣结论的1分
Ⅲ．

，则直杆对小球有向上的支持力，
小球受摩擦力减速，最终速度减为零。 1分
则摩擦力所做的功

解得：

1分
功的正负颠倒，扣结论的1分

解析

略

举一反三

在水平光滑的绝缘桌

面内建立如图所示的直角坐标系，将第I、第II象限合称为区域一，第III、IV象限合称为区域二，其中一个区域内有大小、方向均未标明的匀强电场，另一个区域内有大小为 2×10^－2T、方向垂直于水平桌面的匀强磁场．把一个比荷为

=2×10⁸C／kg的正电荷从坐标为(0，－1)的A点处由静止释放，电荷以一定的速度沿直线AC运动并从坐标为(1，0)的C点第一次经x轴进入区域一，经过一段时

间，从坐标原点O再次回到区域二（重力不计）。
（1）指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向；
（2）求电荷在磁场里作匀速圆周运动的轨道半径r和匀强电场强度E的大小；
（3）求从释放到第二次经过x轴电荷运动的时间t。

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如图所示，在xoy平面内的第三象限中有沿－y方向的匀强电场，场强大小为E.在第一和第二象限有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于直角坐标平面向里。今有一个质量为m、电荷量为e的电子，从y轴的P点以初速度v₀垂直于电场方向进入电场（不计电子所受重力）。经电场偏转后，沿着与x轴负方向成45°进入磁场，并能返回到原出发点P。
（1）简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图；
（2）求P点距坐标原点的距离；
（3）电子从P点出发经多长时间再次返回P点？

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在如图17所示的坐标系中，x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向.第二象限内存在沿 y 轴负方向的匀强电场，在第三象限内存在垂直 xy 平面（纸面）向里的匀强磁场.一质量为m 、电量为q的带正电粒子（不计重力），从y 轴上的A点以v₀的初速度沿x 轴负方向进入第二象限，之后到达x轴上x＝ – 2h处的B点，带电粒子在 B点的速度方向与x轴负方向成 45⁰角，进入第三象限后粒子做匀速圆周运动，恰好经过y 轴上y ＝ –2h处的C点。求：
⑴ 粒子到达B点时速度大小；
⑵ 第二象限中匀强电场的电场强度的大小；
⑶ 第三象限中磁感应强度的大小和粒子在磁场中的运动时间.

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如图16所示，x轴正方向水平向右，y轴正方向

竖直向上．在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场，在半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场．在圆的左边放置一带电微粒发射装置，它沿x轴正方向发射出一束具有相同质量m、电荷量为q(

q>0)和初速度为v的带电微粒．发射时，这束带电微粒分布在0<y<2R的区间内。已知重力加速度大小为g，若从A点射出的带电微粒平行于x轴从C点进入磁场区域，并从坐标原点O沿y轴负方向离开。
（1）求电场强度和磁感应强度

的大小；

（2）请指出这束带电微粒与x轴相交的区域，并指出这束带电微粒中哪些粒子在磁场中运动的时间最长；最长时间为多少？

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在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场。已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小E ="4N/c,B=" 0.15T。今有一个带负电的质点以v = 20m/s的速度在此区域内沿垂直于电场强度方向做匀速直线运动，求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向。（g=9.8m/s²）

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