Question

（19分）如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1 = 0.40 T，方向垂直纸面向里，电场强度E = 2.0×105 V/m，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面的正三角形匀强磁场区域（图中未画出），磁感应强度B2 = 0.25 T。一束带电量q = 8.0×10-19 C，质量m = 8.0×10-26 kg的正离子从P点射入平行板间，不计重力，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点垂直y轴射向三角形磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。则：

（1）离子运动的速度为多大？

（2）若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向外，离子在磁场中运动的时间是多少？

（3）若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向里，正三角形磁场区域的最小边长为多少？

（4）第（3）问中离子出磁场后经多长时间到达X轴？

 

Answer 1

（1）；（2）；（3）（4）

【解析】

试题分析：（1）（2分）粒子在板间沿中线PQ做直线运动，说明受力平衡，由受力平衡条件得

V= （2分）

（2）（5分）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得

（2分）

（2分）

规范做好示意图1分

（3）（8分）离子在匀强磁场中做匀速圆周运动，过程示意图如图所示，规范做图（2分）

由牛顿第二定律得 （2分）

几何关系得 （2分）

（2分）

（4）（4分）离子出磁场后做匀速直线运动，几何关系得位移

（2分）

s （2分）

考点：带电粒子在电场磁场中的运动