如图所示，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域，圆心坐标为O1(a，0)，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内，有一

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如图所示，在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域，圆心坐标为O₁(a，0)，圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内，有一沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入，当速度方向沿x轴正方向时，粒子恰好从O₁点正上方的A点射出磁场，不计粒子重力。
（1）求磁感应强度B的大小；
（2）若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限，当速度方向与x轴正方向的夹角θ=30°时，求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。

答案

解：（1）设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为R

粒子自A点射出，由几何知识R=a
解得

（2）粒子在磁场中做圆周运动的周期

粒子从磁场中的P点射出，因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等，OO₁PO₂构成菱形，故粒子从P点的出射方向与y轴平行，粒子由O到P所对应的圆心角为θ₁=60°
由几何知识可知，粒子由P点到x轴的距离s=acosθ
粒子在电场中做匀变速运动，在电场中运动的时间

粒子由P点第2次进入磁场，由Q点射出，PO₁QO₃构成菱形，由几何知识可知Q点在x轴上，粒子由P到Q所对应的圆心角为θ₂=120°，则θ₁+θ₂=π
粒子先后在磁场中运动的总时间

粒子在场区之间做匀速运动的时间

解得粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间

举一反三

如图所示，在水平面直线MN的上方有一方向与MN成30°角的斜向右下方的匀强电场，电场区域足够宽，场强大小为E。在MN下方有一半径为R的圆形区域，圆心为O，圆O与MN相切于D点，圆形区域内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在MN上有一点C，圆心O与C点的连线和电场线平行，在OC的延长线上有一点P，P点到边界MN的垂直距离为0.5R。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点静止释放。已知圆形磁场的磁感应强度大小为

，不计粒子的重力。求：
（1）粒子在磁场中的运动半径r；
（2）粒子最终离开电场时的速度v。

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如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S₁、S₂分别为M、N板上的小孔，S₁、S₂、O三点共线，它们的连线垂直于M、N，且S₂O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直于M、N板。质量为m、带电荷量为+q的粒子，经S₁进入M、N间的电场后，通过S₂进入磁场。粒子在S₁处的速度和粒子所受的重力均不计。
（1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v：
（2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U₀；
（3）当M、N间的电压不同时，粒子从S₁到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值。

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如图所示的两平行金属扳间，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，方向垂直于纸面向里，电场强度E=2.0×10⁵V/m，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘建立平面直角坐标系xOy，在第一象限内，存在着以AO为理想边界的匀强磁场B₂和B₃，B₂和B₃的磁感应强度大小相等，B₂的方向垂直于纸面向外，B₃的方向垂直于纸面向里，边界AO和y轴间的夹角为30°。一束带电荷量q=2.5×10^-8 C、质量m=4.5×10^-15 kg的带正电的微粒从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板区域后从y轴上坐标为(0，0.3 m)的Q点垂直于y轴射入磁场B₂区，不计微粒的重力。
（1）求微粒在乎行板间运动的速度为多大？
（2）要使进入第一象限的微粒不能通过AO边界，则匀强磁场B₂的磁感应强度大小应满足什么条件？
（3）若匀强磁场B₂和B₃的磁感应强度大小为0.60 T，求微粒从Q点进入第一象限开始，第6次通过AO边界线时的点到原点O的距离L和经过的时间t。（答案可保留根式）

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在如图(a)所示的平面直角坐标系xOy中，存在沿x方向按如图(b)所示规律周期性变化的匀强电场，沿x轴正向为正。沿垂直于xOy平面指向纸里的方向存在按如图(c)所示规律周期性变化的匀强磁场。在图(a)中坐标原点O处有带正电的粒子，从t=0时刻无初速度释放。已知粒子的质量m=5×10^-10 kg，电荷量q=1×10^-6 C，不计粒子的重力。求：
（1）t=0.25×10^-3 s时粒子的速度及位置；
（2）t=1×10^-3 s时粒子的位置坐标；
（3）t=8×10^-3 s时粒子的速度。

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如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的力向竖直向下，磁场方向水平（图中垂直纸面向里），一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是

[ ]
A.若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动
B.若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动
C.若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动
D.若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动

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