[题目]如图所示.半径为R的圆与正方形abcd相内切.在ab.dc边放置两带电平行金属板.在板间形成匀强电场.且在圆内有垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m.带电荷量为+q的粒子从ad边中点O1沿O1O方向以速度v0射入.恰沿直线通过圆形磁场区域.并从bc边中点O2飞出．若撤去磁场而保留电场.粒子仍从O1点以相同速度射入.则粒子恰好打到某极板边缘．不计� 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，半径为R的圆与正方形abcd相内切，在ab、dc边放置两带电平行金属板，在板间形成匀强电场，且在圆内有垂直纸面向里的匀强磁场．一质量为m、带电荷量为+q的粒子从ad边中点O1沿O1O方向以速度v0射入，恰沿直线通过圆形磁场区域，并从bc边中点O2飞出．若撤去磁场而保留电场，粒子仍从O1点以相同速度射入，则粒子恰好打到某极板边缘．不计粒子重力．

（1）求两极板间电压U的大小

（2）若撤去电场而保留磁场，粒子从O1点以不同速度射入，要使粒子能打到极板上，求粒子入射速度的范围．

【答案】（1）（2）

【解析】试题分析：（1）由粒子的电性和偏转方向，确定电场强度的方向，从而就确定了两板电势的高低；再根据类平抛运动的规律求出两板间的电压．（2）先根据有两种场均存在时做直线运动的过程，求出磁感应强度的大小，当撤去电场后，粒子做匀速圆周运动，要使粒子打到板上，由几何关系求出最大半径和最小半径，从而由洛仑兹力提供向心力就能得出最大的速度和最小速度．

（1）无磁场时，粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛运动的规律有：

，，

解得：

（2）由于粒子开始时在电磁场中沿直线通过，则有：

撤去电场保留磁场粒子将向上偏转，若打到a点，如图甲图：

由几何关系有：

由洛伦兹力提供向心力有：

解得：

若打到b点，如图乙所示：

由几何关系有：

由洛伦兹力提供向心力有：

解得：

故

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(1)该同学采用的实验方法为________.

A.等效替代法B.控制变量法C.理想化模型法

(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：

该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点.

①作出F－v2图线；

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B．实验时，当松开纸带让重锤下落同时，立即接通电源.

C．要选用第1、2点间距离接近2mm的纸带

D．实验结果总是动能的增量略大于重力势能的减小量.

（2）若实验中所用重锤的质量m＝1kg，打点纸带如下图所示，打点时间间隔为0.02 s，从开始下落O点起至B点的过程中，重锤重力势能的减少量＝_____________J，此过程中物体动能的增加量＝____________J；(g＝9.8m/s2，保留三位有效数字)

（3）由此可得出的实验结论是：______________。

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