如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC向上且垂直于磁场方向。在P点有一个放射源，

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如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC向上且垂直于磁场方向。在P点有一个放射源，在纸平面内向各个方向放射出质量为m、电荷量为-q、速度大小相等的带电粒子。有一初速度方向与边界线的夹角θ=60°的粒子（如图所示），恰好从O点正上方的小孔C垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点。已知OC=L，OQ=2L，不计粒子的重力，求：
(1)该粒子的初速度v₀的大小；
(2)电场强度E的大小；
(3)如果保持电场与磁场方向不变，而强度均减小到原来的一半，并将它们左右对调，放射源向某一方向发射的粒子，恰好从O点正上方的小孔C射入匀强磁场，则粒子进入磁场后做圆周运动的半径是多少？

答案

解：(1)作出粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹圆，由几何关系得

①
由向心力公式

②
由①②得

(2)粒子在电场中做类平抛运动，有
v₀t=2L ③，

④
由③④得

(3)电场和磁场相互交换后，对粒子在电场中的运动，由动能定理得

得

代入

得

举一反三

如图所示空间分为I，Ⅱ，Ⅲ三个足够长的区域，各边界面相互平行。其中I，Ⅱ区域存在匀强电场E_I=1.0×10⁴V/m，方向垂直边界面竖直向上；E_Ⅱ=

10⁵ V/m，方向水平向右，Ⅲ区域磁感应强度B=5.0 T，方向垂直纸面向里，三个区域宽度分别为d₁=5.0 m，d₂=4.0 m，d₃=10 m。一质量m=1.0×10^-8 kg、电荷量q=1.6×10^-6 C的粒子从O点由静止释放，粒子重力忽略不计。求：
(1)粒子离开区域I时的速度；
(2)粒子从区域Ⅱ进入区域Ⅲ时的速度方向与边界面的夹角；
(3)粒子在Ⅲ区域中运动的时间和离开Ⅲ区域时的速度方向与边界面的夹角。

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如图是磁流体发电机的示意图，在间距为d的平行金属板A，C间，存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，两金属板通过导线与滑动变阻器相连，变阻器接入电路的电阻为R。等离子体连续以速度v平行于两金属板垂直射入磁场，理想电流表A的读数为I，则

[ ]
A．发电机的电动势E=IR
B．发电机的内电阻为

C．发电机的效率

D．变阻器触头P向上滑动时，单位时间内到达金属板A，C的等离子体数目增多

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如图所示，真空中有一个半径r=0.5 m的圆柱形匀强磁场区域，x轴为磁场边在O点的切线，O点为坐标系的原点，磁场的磁感应强度大小B=2×10^-3 T，方向垂直于纸面向外，在x=1 m和x=2 m之间的区域内有一个方向沿y轴正方向的匀强电场区域，电场强度E=1.5×10³ N/C。在x=3 m处有一与x轴垂直的足够长的荧光屏，有一个粒子源从O点在纸平面内向各个方向发射速率相同、比荷的带正电的粒子，不计粒子的重力及粒子间的相互作用和其他阻力，求：
(1)沿y轴正方向射入磁场又恰能从磁场最右侧的A点离开磁场的粒子进入电场时的速度和在磁场中运动的时间；
(2)与y轴正方向成30°角（如图所示）射人磁场的粒子从进入电场到打到荧光屏上的时间；
(3)从O点处向不同方向发射的带电粒子打在荧光屏上的区域范围（用位置坐标表示）。

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如图所示，在以O为圆心，半径为

cm的圆形区域内，有一个水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B₂=0.1 T，方向垂直纸面向外。M，N为竖直平行放置的相距很近的两金属板，S₁，S₂为从M，N板上的两个小孔，且S₁，S₂跟O点在垂直极板的同一水平直线上。金属板M，N与一圆形金属线圈相连，线圈的匝数n=1 000匝，面积S=0.2 m²。线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小随时间变化的规律为B₁=B₀+kt(T)，其中B₀，k为常数，另有一水平放置的足够长的荧光屏D，O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。比荷为2×10⁵ C/kg的正离子流由S₁进入金属板M，N之间后，通过S₂向磁场中心射去，通过磁场后落到荧光屏D上。离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。问：
(1)k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上？
(2)若k=0.45 T/s，求正离子到达荧光屏的位置。

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用一金属窄片折成一矩形框架水平放置，框架右边上有一极小开口。匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，如图所示，框架以速度v₁向右匀速运动，一带电油滴质量为m，电荷量为q，以速度v₂从右边开口处水平向左射入，若油滴恰能在框架内做匀速圆周运动，则

[ ]
A．油滴带正电，且逆时针做匀速圆周运动
B．油滴带负电，且顺时针做匀速圆周运动
C．圆周运动的半径一定等于

D．油滴做圆周运动的周期等于

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