如图所示，M、N两金属圆是直线加速器的一部分，M与N间的电势差大小为U；边长为2L的立方体区域abcda'b'c'd'内有竖直方向的匀强磁场。一质量为m，电量为－e的粒子，以初速度v0水平进入圆筒M左侧的小孔，粒子在每个筒内均做匀速直线运动，在两筒间做匀加速直线运动。粒子自圆筒N出来后，从正方形add'a'的中心垂直进入磁场区域，最后从棱边bb'的中点飞出磁场区域，忽略粒子受到的重力。求：（1）粒子进入磁场区域时的速率v；（2）磁感应强度的大小B和方向。

1. 如图所示，M、N两金属圆是直线加速器的一部分，M与N间的电势差大小为U；边长为2L的立方体区域abcda'b'c'd'内有竖直方向的匀强磁场。一质量为m，电量为－e的粒子，以初速度v₀水平进入圆筒M左侧的小孔，粒子在每个筒内均做匀速直线运动，在两筒间做匀加速直线运动。粒子自圆筒N出来后，从正方形add'a'的中心垂直进入磁场区域，最后从棱边bb'的中点飞出磁场区域，忽略粒子受到的重力。求：

（1）粒子进入磁场区域时的速率v；

（2）磁感应强度的大小B和方向。

【考点】

带电粒子在电场与磁场混合场中的运动;

【答案】

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解答题普通

1. 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第四象限存在与y轴正方向成37°角的匀强电场。一质量为m、带电荷量为q的粒子（不计重力）从y轴负半轴上的M点以某一速度进入第三象限，经x轴负半轴上的N点进入磁场，经过一段时间，粒子运动到x轴正半轴上的P点，然后逆着电场线运动到M点，且到达M点时速度刚好为0，已知M、P两点间的电势差为U，粒子从P点运动到M点的时间为 $\text{[math]}$ ，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）粒子在P点时的速度大小以及M、P两点间的距离；

（2）匀强磁场的磁感应强度大小；

（3）粒子从M点出发到回到M点的时间。

解答题容易

2. 如图所示，在x轴和y轴构成的平面内，有两条平行于y轴、且与y轴的距离均为 $\text{[math]}$ 的直线 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，直线 $\text{[math]}$ 与y轴之间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场，直线 $\text{[math]}$ 与y轴之间存在沿y轴负方向的有界匀强电场，有一个质量 $\text{[math]}$ 、电荷量 $\text{[math]}$ 的带正电的粒子，从坐标原点以速度 $\text{[math]}$ 沿x轴正方向进入磁场区域，经过坐标为 $\text{[math]}$ 的点后进入电场区域，最后恰好从 $\text{[math]}$ 与x轴的交点C射出电场，不计粒子的重力。（ $\text{[math]}$ ）求：

（1）匀强磁场磁感应强度 $\text{[math]}$ 的大小；

（2）电场强度大小与磁感应强度大小的比值 $\text{[math]}$ ；

（3）粒子经过C点时的速度。

解答题容易

3. 如图所示，在边长为L的正方形 $\text{[math]}$ 区域内存在图示方向的匀强电场，正方形的内切圆内存在垂直纸面向里的匀强磁场。现有一质量为m、带电量为 $\text{[math]}$ 的粒子从 $\text{[math]}$ 边中点e以速度 $\text{[math]}$ 沿内切圆直径 $\text{[math]}$ 射入场区，粒子恰沿直线从 $\text{[math]}$ 边的中点f射出场区。保持粒子入射位置及速度大小、方向均不变，仅撤去磁场，粒子射出电场时速度偏向角 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ ，不计粒子重力。

(1)求仅撤去磁场时粒子在电场内运动的时间 $\text{[math]}$ 及电场强度E的大小；

(2)若保持粒子入射位置及速度大小、方向均不变，仅撤去电场，求粒子在磁场中的运动时间。

解答题容易