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    如图所示，半径为r=10cm的圆形匀强磁场区域边界跟y轴相切于坐标原点O，磁感应强度为B=0.332T，方向垂直纸面向里．在O处有一放射源，可沿纸面向各个方向射出速率为v=3.2×106m/s的带正电粒子，已知该粒子的质量m=6.64×10-27kg，电量为q=3.2×10-19C．不计重力．
    （1）沿半径OC方向射出的粒子，穿过磁场时方向偏转角度θ是多大？
    （2）在磁场中运动时间最长的粒子运动时间是多少？

    （1）带电粒子进入磁场后，受洛伦兹力作用，如左图，由牛顿第二定律得：
    则有Bqυ=m
    v2
    R
    解得：R=
    mv
    Bq
    =
    6.64×10-27×3.2×106
    0.332×3.2×10-19
    m=0.2m
    设穿过磁场时方向偏转角度为θ，则有tan
    θ
    2
    =
    10
    20
    =
    1
    2

    因此θ=2arctan
    1
    2

    （2）粒子在磁场中作圆周运动，转过的圆心角的最大值，由右图可知，刚好是等边三角形，则有：
    α=60°；
    因此粒子在磁场中运动的最长时间t=
    T
    6
    =
    πm
    3Bq

    代入数据，解得：t=6.54×10-8s
    答：（1）沿半径OC方向射出的粒子，穿过磁场时方向偏转角度θ=2arctan
    1
    2
    ；
    （2）在磁场中运动时间最长的粒子运动时间是6.54×10-8s．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，地面上方竖直界面N左侧空间存在着水平的、垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=2.0T．与N平行的竖直界面M左侧存在竖直向下的匀强电场，电场强度E1=100N/C．在界面M与N之间还同时存在着水平向左的匀强电场，电场强度E2=100N/C．在紧靠界面M处有一个固定在水平地面上的竖直绝缘支架，支架上表面光滑，支架上放有质量m2=1.8×10-4kg的带正电的小物体b（可视为质点），电荷量q2=1.0×10-5C．一个质量为m1=1.8×10-4kg，电荷量为q1=3.0×10-5C的带负电小物体（可视为质点）a以水平速度v0射入场区，沿直线运动并与小物体b相碰，a、b两个小物体碰后粘合在一起成小物体c，进入界面M右侧的场区，并从场区右边界N射出，落到地面上的Q点（图中未画出）．已知支架顶端距地面的高度h=1.0m，M和N两个界面的距离L=0.10m，g取10m/s2．求：
    （1）小球a水平运动的速率．
    （2）物体c刚进入M右侧的场区时的加速度．
    （3）物体c落到Q点时的速率．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图，在0≤x≤d的空间，存在垂直xOy平面的匀强磁场，方向垂直xOy平面向里．y轴上P点有一小孔，可以向y轴右侧垂直于磁场方向不断发射速率均为v、与y轴所成夹角θ可在0～1800范围内变化的带负电的粒子．已知θ=45°时，粒子恰好从磁场右边界与P点等高的Q点射出磁场，不计重力及粒子间的相互作用．求：
    （1）磁场的磁感应强度；
    （2）若θ=30°，粒子射出磁场时与磁场边界的夹角（可用三角函数、根式表示）；
    （3）能够从磁场右边界射出的粒子在磁场中经过的区域的面积（可用根式表示）．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图表示，在磁感强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α．一质量为m、带电荷为+q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanα．现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：
    （1）圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？
    （2）圆环A能够达到的最大速度为多大？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，真空中有以O′为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度为B．圆的最下端与x轴相切于直角坐标原点O，圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场，在坐标系第四象限存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，现从坐标原点O沿y轴正方向发射速率相同的质子，质子在磁场中做半径为r的匀速圆周运动，然后进入电场到达x轴上的C点．已知质子带电量为+q，质量为m，不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力．求：
    （1）质子刚进入电场时的速度方向和大小；
    （2）OC间的距离；
    （3）若质子到达C点后经过第四限的磁场后恰好被放在x轴上D点处（图上未画出）的一检测装置俘获，此后质子将不能再返回电场，则CD间的距离为多少．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图，某一初速度为v0的带电粒子进入一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场，粒子垂直进入磁场时的速度与水平方向成θ=45°角，接着垂直进入一水平宽度为L、方向竖直向上的匀强电场（E大小未知），粒子穿出电场时速度大小变为原来的
    		2
    倍．已知带电粒子的质量为m、电荷量为q，重力不计．
    （1）分析判断粒子的电性；
    （2）求磁场的水平宽度d；
    （3）求该匀强电场的电场强度E的大小．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，某一空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场．左侧区域匀强电场的场强大小为E，方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外．右侧区域匀强磁场的磁感应强度大小仍为B，方向垂直纸面向里，其右边界可向右边无限延伸．一个质量为m、带电量为+q的粒子（重力不计）从电场左边界上的O点由静止开始运动，穿过中间的磁场区域后进入右侧磁场区域，又回到O点，然后重复上述过程．求：
    （1）带电粒子在磁场中运动的速率；
    （2）中间磁场区域的宽度d；
    （3）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用的时间t．

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    如图所示，一个质量为m=2.0×10-11kg，电荷量为q=1.0×10-5C的带正电粒子P（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压为U2．金属板长L=20cm，两板间距d=20cm，上极板带正电，下极板带负电．粒子经过偏转电场后进入右侧垂直纸面向里的水平匀强磁场中，位于磁场左侧的理想边界紧邻偏转电场，磁场中其余区域没有边界．磁场磁感应强度为B．求：
    （1）微粒进入偏转电场时的速度大小？
    （2）若粒子一定会由偏转电场进入磁场中，偏转电压U2满足什么条件？
    （3）在（2）前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入偏转电场，则磁感应强度B应满足什么条件？

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：多选题

    如图为回旋加速器的示意图．其核心部分是两个D型金属盒，置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中，并与高频交流电源相连．带电粒子在D型盒中心附近由静止释放，忽略带电粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应．欲使粒子在D型盒内运动的时间增大为原来的2倍，下列措施可行的是（　　）
    A．仅将磁感应强度变为原来的2倍
    B．仅将交流电源的电压变为原来的
    1
    2
    C．仅将D型盒的半径变为原来的
    		2
    倍
    D．仅将交流电源的周期变为原来的2倍

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