如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里

题型：江苏模拟题难度：来源：

如图所示，虚线MO与水平线PQ相交于O，二者夹角θ=30°，在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场，MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，O点处在磁场的边界上，现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v（0≤v≤

）垂直于MO从O点射入磁场，所有粒子通过直线MO时，速度方向均平行于PQ向左，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）速度最大的粒子自O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间．
（2）磁场区域的最小面积．
（3）根据你以上的计算可求出粒子射到PQ上的最远点离O的距离，请写出该距离的大小（只要写出最远距离的最终结果，不要求写出解题过程）。

答案

解：（1）粒子的运动轨迹如图所示，设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，周期为T，粒子在匀强磁场中运动时间为t₁

则

，即

①

②

③
设粒子自N点水平飞出磁场，出磁场后应做匀速运动至OM，设匀速运动的距离为s，匀速运动的时间为t₂，由几何关系知：
S=Rcotθ ④

⑤
过MO后粒子做类平抛运动，设运动的时间为t₃则：

⑥
又由题知：

⑦
则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间

⑧
解①②③④⑤⑥⑦⑧得：

或

（2）由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM，则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上，故磁场范围的最小面积

是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积。扇形

的面积

⑨

的面积为：

⑩
又

联立①⑦⑨⑩

得

或

（3）粒子射到PQ上的最远点离O的距离d=

举一反三

为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是

[ ]
A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高
C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关

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如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结构示意图，它曾由航天飞机携带升空，安装在阿尔法空间站中，用来探测宇宙射线。现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线，恰好沿直线OO"通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B₂，形成两条径迹，则下列说法中正确的是

[ ]
A．粒子1进入磁场B₂的速度小于粒子2的速度
B．粒子1进入磁场B₂的速度等于粒子2的速度
C．粒子1的比荷大于粒子2的比荷
D．粒子1的比荷小于粒子2的比荷

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如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的场强为B匀强磁场，其边界AB、CD的宽度为d，在左边界的Q点处有一质量为m，带电量为负q的粒子沿与左边界成30°的方向射入磁场，粒子重力不计。求：
（1）带电粒子能从AB边界飞出的最大速度？
（2）若带电粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示的匀强电场中减速至零且不碰到负极板，则极板间电压及整个过程中粒子在磁场中运动的时间？
（3）若带电粒子的速度是（2）中的

倍，并可以从Q点沿纸面各个方向射入磁场，则粒子能打到CD边界的范围？

题型：江西省模拟题难度：| 查看答案

在暗室的真空中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源，从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示，在与射线源距离H 处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸（比一般纸厚且涂有感光药的纸），经射线照射一段时间后把两张印像纸显影。
(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的印像纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比。
(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？（已知m_α=4u，m_β=u/1840，v_α=c/10，v_β=c）

题型：同步题难度：| 查看答案

如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B₁ = 0.40 T，方向垂直纸面向里，电场强度E = 2.0×10⁵V/m，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面的矩形匀强磁场区域，磁感应强度B₂= 0.25 T。一束带电量q = 8.0×10^-19 C，质量m = 8.0×10^-26 kg的正离子从P点射入平行板间，不计重力，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射向矩形磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。则：
（1）离子运动的速度为多大？
（2）试讨论矩形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向里和垂直纸面向外两种情况下，矩形磁场区域的最面积分别为多少？并求出其在磁场中运动的时间。

题型：浙江省模拟题难度：| 查看答案