（8分）在真空室內(nèi)取坐標(biāo)系xOy，在x軸上方存在兩個(gè)方向都垂直于紙面向外的磁場區(qū)Ⅰ和II（如圖），平行于x軸的虛線MM’和NN’是它們的邊界線，兩個(gè)區(qū)域在y方向上的寬度都為d、在x方向上都足夠長．Ⅰ區(qū)和II區(qū)內(nèi)分別充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B和的勻強(qiáng)磁場．一帶正電的粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，從坐標(biāo)原點(diǎn)O以大小為v的速度沿y軸正方向射入Ⅰ區(qū)的磁場中．不計(jì)粒子的重力作用．

（1）如果粒子只是在Ⅰ區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)而沒有到達(dá)II區(qū)，那么粒子的速度v滿足什么條件？粒子運(yùn)動(dòng)了多長時(shí)間到達(dá)x軸？
（2）如果粒子運(yùn)動(dòng)過程經(jīng)過II區(qū)而且最后還是從x軸離開磁場，那么粒子的速度v又滿足什么條件？并求這種情況下粒子到達(dá)x軸的坐標(biāo)范圍？
(1)  (2),

試題分析：（1）（6分）粒子剛好沒有到達(dá)Ⅱ區(qū)的軌跡如圖（圖1分）
由R＝d 及 得①（2分） ②
即粒子只是在Ⅰ區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)，粒子的速度v應(yīng)滿足        ③（1分）
又根據(jù) 及 得④（1分）    ⑤（1分）
（2）（7分）粒子經(jīng)過Ⅱ區(qū)而且剛好能從x軸離開磁場的軌跡如圖（圖1分）

依題意，有  及                  ⑥（2分）
由幾何關(guān)系得：                ⑦（1分）
整理得：               ⑧
設(shè)此時(shí)粒子離開磁場的坐標(biāo)為L，則
                      ⑨（1分）
聯(lián)立⑥⑦⑨，整理得：                             ⑩
故粒子速度應(yīng)滿足                         ⑾（1分）
粒子到達(dá)x軸的坐標(biāo)范圍為                   ⑿（1分）
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列說法正確的是（　　）
A．把一電流元分別放在磁場中的兩點(diǎn)，所受安培力大的磁感應(yīng)強(qiáng)度大
B．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與正電荷在磁場中受洛倫茲力方向相同
C．讓一電荷以相同的速度分別垂直進(jìn)入兩個(gè)勻強(qiáng)磁場，受洛倫茲力大的磁感應(yīng)強(qiáng)度大
D．把一個(gè)小線圈置于磁場中，磁通量大處磁感應(yīng)強(qiáng)度大

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖，在平面直角坐標(biāo)系xoy內(nèi)，第一象限的射線op與x軸夾角為30º，在∠pox范圍之外存在垂直xoy面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．一質(zhì)量為m、帶電量為q的正電粒子，從o點(diǎn)以沿y軸負(fù)方向的速度v出發(fā)僅受磁場力而運(yùn)動(dòng)。試求：

（1）粒子離開o點(diǎn)后，第三次經(jīng)過磁場邊界時(shí)的位置坐標(biāo)；
（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間；
（3）若保持其它條件不變而將∠pox變?yōu)?5º，粒子出發(fā)之后將總共幾次穿越磁場邊界？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子先后以同樣大小的速度從寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場的邊界上的O點(diǎn)分別以30°和60°（與邊界的夾角）射入磁場，又都恰好不從另一邊界飛出，則下列說法中正確的是（   ）

A．A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比是
B．A、B兩粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比是
C．A、B兩粒子之比是
D．A、B兩粒子之比是

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，一束負(fù)離子從S點(diǎn)沿水平方向射出，在沒有電、磁場時(shí)恰好擊中熒光屏上的坐標(biāo)原點(diǎn)O；若同時(shí)加上電場和磁場后，負(fù)離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第Ⅲ象限中，則所加電場E和磁場B的方向可能是（不計(jì)離子重力及相互作用力） （   ）
A．E向上，B向上
B．E向下，B向下
C．E向上，B向下
D．E向下，B向上

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（12分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一邊界半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里．一質(zhì)量為m、電量為q的負(fù)點(diǎn)電荷從圓邊緣的P點(diǎn)沿直徑方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，射出磁場時(shí)速度方向偏轉(zhuǎn)了60°．不計(jì)點(diǎn)電荷的重力．

(1)求點(diǎn)電荷速度υ的大小?
(2)如果點(diǎn)電荷速度大小不變，以不同方向從P點(diǎn)進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，點(diǎn)電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，求點(diǎn)電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)的最長時(shí)間?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，在真空中坐標(biāo)xOy面的x＞0區(qū)域內(nèi)，有磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T的勻強(qiáng)磁場，方向與xOy平面垂直，在x軸上的P(10,0)點(diǎn)處有一放射源，在xOy平面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射速率為v=1.0×105m/s的帶正電粒子，粒子的質(zhì)量為m=1.0×10-26kg，粒子帶電量為q=1.0×10-18C，則帶電粒子能打到y(tǒng)軸上的范圍是（重力的影響不計(jì)）（   ）
A．－10cm≤y≤10cm
B．－10cm≤y≤cm
C．cm≤y≤cm
D．cm≤y≤10cm

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、  b，以不同的速率沿著A0方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是
A．a(chǎn)粒子速率較大
B．b粒子速率較大
C．b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長
D．a(chǎn)、b粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一樣長

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，直線MN的下方有豎直向下的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E=700V/m。在電場區(qū)域內(nèi)有一個(gè)平行于MN的擋板PQ；MN的上方有一個(gè)半徑為R=m的圓形彈性圍欄，在圍欄區(qū)域內(nèi)有圖示方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=16.3T。圍欄最低點(diǎn)一個(gè)小洞b，在b點(diǎn)正下方的電場區(qū)域內(nèi)有一點(diǎn)a，a點(diǎn)到MN的距離d1=45cm，到PQ距離d2=5cm�，F(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m="0.1g" ，帶電量q=2×10-3C的帶正電小球（重力不計(jì)），從a點(diǎn)由靜止釋放，在電場力作用下向下運(yùn)動(dòng)與擋板PQ相碰后電量減少到碰前的0.8倍，且碰撞前后瞬間小球的動(dòng)能不變，不計(jì)空氣阻力以及小球與圍欄碰撞時(shí)的能量損失，試求：（已知，）

（1）小球第一次與擋板PQ相碰后向上運(yùn)動(dòng)的距離；
（2）小球第一次從小洞b進(jìn)入圍欄時(shí)的速度大��；
（3）小球從第一次進(jìn)入圍欄到離開圍欄經(jīng)歷的時(shí)間。

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