[题目]如图所示.纸面内直线ab左侧区域Ⅰ内存在垂直ab向右的匀强电场.直线gh右侧区域Ⅴ内存在垂直gh向左的匀强电场. 直线ab.cd之间区域Ⅱ.直线ef.gh之间区域Ⅳ内存在垂直纸面向里的匀强磁场.直线cd.ef之间区域Ⅲ内存在垂直纸面向外的匀强磁场.图中磁场未画出.区域Ⅰ.Ⅴ的电场强度大小均为E.区域Ⅱ.Ⅲ.Ⅳ的磁场强度大小均为B.现将质量为m.电荷量为q的带粒子从� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，纸面内直线ab左侧区域Ⅰ内存在垂直ab向右的匀强电场，直线gh右侧区域Ⅴ内存在垂直gh向左的匀强电场。直线ab、cd之间区域Ⅱ、直线ef、gh之间区域Ⅳ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，直线cd、ef之间区域Ⅲ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，图中磁场未画出。区域Ⅰ、Ⅴ的电场强度大小均为E，区域Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的磁场强度大小均为B。现将质量为m、电荷量为q的带粒子从区域Ⅰ中的A点由静止释放，粒子按某一路径经过上述各区域能回到A点并重复前述过程。已知A点与直线ab间的距离为l，粒子重力不计，各区域足够大，磁场区域的宽度可调节，求：

（1）粒子第一次离开区域Ⅰ时的速度大小；

（2）请在图中画出粒子运动的一条可能轨迹的完整示意图；

（3）直线ab、gh间的距离为多大时，粒子往、返通过区域Ⅲ作圆周运动的圆心距离最小？并求该条件下粒子从A点出发到再次回到A点的时间。

【答案】(1) (2) (3) ，

【解析】试题分析：粒子在电场中加速，由动能定理可求粒子第一次离开区域Ⅰ时的速度大小；根据几何关系，可求直线ab、gh间的距离d，粒子在磁场中运动时间可由进行求解，再结合运动对称性可求粒子从A点出发到再次回到A点的时间。

（1）由题意可知，粒子在电场中加速过程：

（2）如图所示

（3）粒子进入磁场区域：

粒子往、返通过区域Ⅲ作圆周运动的圆心距离最小为0，即圆心重合，如图

由几何关系得解得

直线ab、gh间的距离

解得：

设A点出发到ab的时间为，

由对称性可得电场中的时间

设粒子在直线ab、cd之间时间为，

由于对称性得粒子通过磁场的时间：

联立解得：A点出发到再次回到A点的时间：

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①调整气垫导轨，使导轨处于水平。

②在A和B间放入一个被压缩的轻弹黄，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上。

③用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1；B的右端至D板的距离L2

④给导轨送气，气流稳定后，按下电钮放开卡销.同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时自动停止计时，从记时器上记下 A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2

(1))利用已经给的量和上述测量的实验数据，写出验证动量守恒定律的表达式 _________

(2)利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小，请写出弹性势能表达式为_________

(3)该实验装置中由于弹簧的质量不能忽略，会对实验准确度造成影响。下列哪种方式可以减小这种影响？（___）

A.将弹簧与A、B滑块都粘连在一起

B.将弹簧与AB中质量较大的粘连在一起

C.将弹簧与AB中质量较小的粘连在一起

D.将弹簧与A、B滑块都不粘连在一起

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A. 细线所受的拉力变小

B. 小球P运动的角速度变大

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