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    如图（a）所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0，现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的速度v0=
    		3
    qu0T
    3dm
    射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响．求：粒子打出电场时位置离O′点的距离范围及对应的速度．
    分析：（1）将粒子的运动沿着平行于初速度方向和垂直于初速度的方向正交分解，在平行于初速度方向，粒子做匀速直线运动，在垂直于初速度方向，粒子在电场力的作用下做变速直线运动，求出两个方向上的分速度，最后得到合速度即可；
    （2）粒子在t=0、T、2T…时刻进入时，O′位置偏向最下端；粒子在t=nT+
    2T
    3
    （n=0，1，2，…）时刻进入电场时，向上侧移最大，根据运动学公式列式求解即可．
    解答：解：当粒子由t=nT（n=0，1，2，…）时刻进入电场时，
    向下侧移最大，则s1=
    qu0
    2dm
    ?(
    2T
    3
    )2+
    qu0
    dm
    ?(
    2T
    3
    )?
    T
    3
    -
    qu0
    2dm
    ?(
    T
    3
    )2=
    7qu0T2
    18dm

    当粒子由t=nT+
    2T
    3
    （n=0，1，2，…）时刻进入电场时，向上侧移最大，则s2=
    qu0
    2dm
    ?(
    T
    3
    )2=
    qu0T2
    18dm

    在距离中点O′下方
    7qu0T2
    18dm
    至上方
    qu0T2
    18dm
    范围内有粒子打出   
    打出粒子的速度都是相同的，在沿电场线方向速度大小为vy=
    u0q
    dm
    ?
    T
    3
    =
    u0qT
    3dm

    所以打出粒子的速度大小为v=
    v
    2
    0
    +
    v
    2
    y
    =
    		(
    		3
    u0qT
    3dm
    )    2    +(
    u0qT
    3dm
    )    2
    =
    2u0qT
    3dm

    设速度方向与v0的夹角为θ，则tanθ=
    vy
    v0
    =
    1
    		3
     ∴
     θ=300

    答：在距离中点O′下方
    7qu0T2
    18dm
    至上方
    qu0T2
    18dm
    范围内有粒子打出；打出时速度大小为
    2u0qT
    3dm
    ，方向与v0的夹角为30°
    点评：本题关键将粒子的运动沿着平行于初速度方向和垂直于初速度方向进行正交分解，然后根据运动学公式列式求解．
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    （2010?长宁区一模）如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.25m，电阻R=0.5Ω，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感强度B=0.4T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．试分析与求：

    （1）分析证明金属杆做匀加速直线运动；
    （2）求金属杆运动的加速度；
    （3）写出外力F随时间变化的表达式；
    （4）求第2.5s末外力F的瞬时功率．

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    如图（a）所示，平行金属板A和B间的距离为d，左侧有一半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场中心与两金属板的中心线在一条直线上．在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0．现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，沿与水平成60°方向正对磁场圆心，以速度v0=
    		3
    qU0T
    3dm
     射入，带电粒子恰好水平射出磁场区，并进入电场．所有粒子在AB间电场区的飞行时间均为T．（不计重力影响）．求：
    （1）磁感应强度．
    （2）t=0时刻进入电场的粒子，飞出电场时的速度大小和方向．
    （3）粒子飞出电场时的位置离O′点的距离范围．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图（a）所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0，现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO′的速度v0=
    		3
    qU0T
    3dm
    射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响．
    （1）求粒子打出电场时位置离O′点的距离范围
    （2）求粒子飞出电场时的速度
    （3）若要使打出电场的粒子经某一圆形区域的匀强磁场偏转后都能通过圆形磁场边界的一个点处，而便于再收集，则磁场区域的最小直径和相应的磁感应强度是多大？
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    科目：高中物理 来源：2011-2012学年河北省衡水中学高二下学期一调考试物理试卷（带解析） 题型：计算题

    如图（a）所示，平行金属导轨MN、PQ光滑且足够长，固定在同一水平面上，两导轨间距L＝0．25 m，电阻R＝0．5 Ω，导轨上停放一质量m＝0．1 kg、电阻r＝0．1 Ω的金属杆，导轨电阻可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B＝0．4 T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下，现用一外力F沿水平方向拉杆，使其由静止开始运动，理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图（b）所示．
    　　
    （1）分析证明金属杆做匀加速直线运动；
    （2）求金属杆运动的加速度；
    （3）写出外力F随时间变化的表达式；
    （4）求第2．5 s末外力F的瞬时功率．

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