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    （12分）如右上图，在xOy平面第一象限整个区域分布一匀强电场，电场方向平行y轴向下．在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为的直线，磁场方向垂直纸面向外．一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射人匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成450角进入匀强磁场．已知OQ=l，不计粒子重力．求：
    （１）粒子到达Q点的速度vQ为多大？
    （２）P点的纵坐标是多少？
    （３）若该粒子在磁场中运动时刚好不会穿过ｙ轴，求磁感应强度B的大小．
    （1）（2）（3）

    试题分析：（1）Q点速度
    （2）设粒子在电场中运动时间为t，有：
     ①②
    且P点有③，联解①②③得: 

    （3） 设此时的轨迹半径为r，由几何关系有：④
    粒子在磁场中的速度：    ⑤
    根据向心力公式得： ⑥
    联解④⑤⑥得：       
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如右图是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是
    A．质谱仪是分析同位素的重要工具
    B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
    C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
    D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    如图所示是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a、b经电压U加速(在A点的初速度为零)后，进入磁感应强度为B的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S上的x1、x2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a、b所通过的路径，则(　　)
    A．a的质量一定小于b的质量
    B．a的电荷量一定大于b的电荷量
    C．在磁场中a运动的时间大于b运动的时间
    D．a的比荷大于b的比荷

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    如图所示，回旋加速器D形盒的半径为r，匀强磁场的磁感应强度为B.一个质量为m、电荷量为q的粒子在加速器的中央从速度为零开始加速.根据回旋加速器的这些数据，估算出该粒子离开加速器时获得的动能为________________.

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    图甲所示为回旋加速器的原理示意图，一个扁圆柱形的金属盒子，盒子被分成两半（D形电极），分别与高压交变电源的两极相连，在裂缝处形成一个交变电场，高压交流电源的U－t图象如图乙所示，图中U（×104V），t (×10－7s)，在两D形电极裂缝的中心靠近其中一个D形盒处有一离子源Ｋ，D形电极位于匀强磁场中，磁场方向垂直于D形电极所在平面，由下向上。从离子源K发出的氘核，在电场作用下，被加速进入盒中．又由于磁场的作用，沿半圆形的轨道运动，并重新进入裂缝。这时恰好改变电场方向，氘核在电场中又一次加速，如此不断循环进行，最后在D形盒边缘被特殊装置引出。（忽略氘核在裂缝中运动的时间）

    （1）写出图乙所示的高压交流电源的交流电压瞬时值的表达式；
    （2）将此电压加在回旋加速器上，给氘核加速，则匀强磁场的磁感强度应为多少?
    （3）若要使氘核获得5.00MeV的能量，需要多少时间?（设氘核正好在电压达到峰值时通过D形盒的狭缝）
    （4）D形盒的最大半径R。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向反，不计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将
    A．可能做直线运动B．可能做匀减速运动
    C．一定做曲线运动D．可能做匀速圆周运动

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    下列电磁波中，波长最长的是
    A．无线电波B．红外线C．紫外线D．射线

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    如图所示，abcd构成一个边长为L的正方形区域，在ac连线的右下方存在场强大小为E、方向垂直于ad向上的匀强电场，在?abc区域内(含边界)存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在?abc区域外、ac连线的左上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，两磁场区域的磁感应强度大小相等.现有两个可视为质点、质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子同时从a点射出，粒子甲的初速度方向由a指向d，粒子乙的初速度方向由a指向c，当乙经b到达c点时，刚好与只在电场中运动的甲相遇.若空间为真空，不计粒子重力和粒子间的相互作用力，忽略粒子运动对电、磁场产生的影响。求：

    （1）甲的速率v甲和甲从a到c经历的时间t。
    （2）乙的速率v乙和磁感应强度大小B满足的条件。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：计算题

    (20分)静止于A处的离子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，并从P点垂直CF进入矩形区域的有界匀强磁场。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场，已知圆弧虚线的半径为R，其所在处场强为E、方向如图所示：离子质量为m、电荷量为q；=a、=1.5a，磁场方向垂直纸面向里；离子重力不计。
    (1)求加速电场的电压U；
    (2)若离子能最终打在QF上，求磁感应强度B的取值范围。

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