[题目]如图所示.两平行金属板长均为0.2m.两板间的电压U=100V.下极板接地.金属板右侧紧贴磁场的左边界MN.MN的右边为足够大的匀强磁场.磁感应强度大小为B=0.01T.方向垂直纸面向里.现有带正电的粒子连续不断的以速度.沿两板中线OO′从平行金属板的左侧射入电场中.磁场边界MN与中线OO′垂直.已知带电粒子的荷质比为,粒子的重力和粒子间相互作用力均可� 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，两平行金属板长均为0.2m，两板间的电压U=100V，下极板接地，金属板右侧紧贴磁场的左边界MN，MN的右边为足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=0.01T，方向垂直纸面向里，现有带正电的粒子连续不断的以速度，沿两板中线OO′从平行金属板的左侧射入电场中，磁场边界MN与中线OO′垂直，已知带电粒子的荷质比为,粒子的重力和粒子间相互作用力均可忽略不计，若射入电场的带电粒子恰能从平行金属板的边缘穿出电场射入磁场中，则下列说法正确的是

A. 带电粒子在磁场中运动的半径为

B. 带电粒子射出磁场后最终能返回到O点

C. 带电粒子射出电场的速度大小

D. 对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，其射入磁场的入射点和射出磁场的出射点间的距离都为0.2m

【答案】CD

【解析】A、带电粒子在电场中运动，根据动能定理：

则射出电场时粒子的速度为：，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，则，则，故选项A错误，C正确；

B、根据对称性可以知道，粒子从M点进入电场，但是由于粒子带正电，进入电场后继续向负极板偏转，不会再次回到O点，故选项B错误；

D、由于所有粒子比荷相同、电性相同、射入磁场时的速度相同，故所有粒子都从M点射出磁场，则射入磁场的入射点和射出磁场的出射点间的距离都等于两极板间的距离，即为，故选项D正确。

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（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．