Question

(20分)如图所示，在两个水平平行金属极板间存在着向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度和磁感应强度的大小分别为，极板的长度，间距足够大．在板的右侧还存在着另一圆形区域的匀强磁场，磁场的方向为垂直于纸面向外，圆形区域的圆心O位于平行金属极板的中线上，圆形区域的半径．有一带正电的粒子以某速度沿极板的中线水平向右飞入极板后恰好做匀速直线运动，然后进入圆形磁场区域，飞出圆形磁场区域后速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，粒子的比荷．求

(1)粒子的初速度v；

(2)圆形区域磁场的磁感应强度的大小；

(3)在其它条件都不变的情况下，将极板间的磁场Bl撤去，为使粒子飞出极板后不能进入圆形区域的磁场，求圆形区域的圆心O离极板右边缘的水平距离d应满足的条件．

Answer 1

（1）2×107m/s；（2）0.1T；（3）

【解析】

试题分析：（1）粒子在极板间匀速直线运动，则：

（3分）

解得：（2分）

（2） 设粒子在圆形区域磁场中做圆周运动的半径为r，则

（3分）

粒子速度方向偏转了60°，则

（3分）

解得： B2=0.1T （2分）

（3）撤去磁场B1后，粒子在极板间做类平抛运动，设在板间运动时间为t，运动的加速度为a，飞出电场时竖直方向的速度为vy，速度的偏转角为θ，则

（1分）

（1分）

（1分）

解得： ，即θ=30°（1分）

设粒子飞出电场后速度恰好与圆形区域的边界相切时，圆心O离极板右边缘的水平距离为d ，如图所示，则

（2分）

解得：m 所以m （或m ）（1分）

考点：带电粒子在复合场中的运动、带电粒子在电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动 、类平抛运动