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    如图所示，粒子源S可以不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）．粒子从O1孔漂进一个水平向右的加速电场（初速不计），再经小孔O2垂直射入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1，方向如图．边长为L的长方体ABCDEFGH处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，方向与ADHE平面垂直，由A指向B．长方体中HFC是一块三角形的硬质塑料板，如图所示．

    （1）若要粒子源射出的粒子能沿O2O3直线运动，并垂直于PQ边射出电磁复合场，加速电压U应多大？
    （2）如果粒子从O3点射出电磁复合场后，再垂直ADHE平面并从该平面的正中心O点射入长方体中，恰好在HFC三角形硬质塑料板的CF边与板相碰，假设粒子与板相碰后，速度大小不变，方向变化遵守光的反射定律，那么若要粒子与板发生第一次碰撞后就能沿BCGF平面水平射出长方体，则磁感应强度B2应为多大？若要粒子与板发生第一次碰撞后不能从ABFE平面射出长方体，则磁感应强度B2至少应多大？
    【答案】分析：（1）根据粒子受到的电场力与洛伦兹力相平衡，可知速度大小．再由动能定理，即可求解；
    （2）根据洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律，则可求出磁感应强度；并根据几何关系，可求出不能从ABFE平面射出长方体的磁感应强度．
    解答：解：（1）粒子在相互正交的匀强电场和匀强磁场区域中做直线运动，则
    qvB1=qE      
    故        
    粒子在加速电场中加速时，由动能定理得：
          
        
    （2）粒子在CF边的中点O1与塑料板碰撞后在BCGF平面内沿O1B方向反弹，并在BCGF平面内内做圆周运动．
    若要粒子能从ABFE所在的平面水平射出正立方体，粒子的运动轨迹必与BF垂直，
    故粒子做圆周运动的圆心必在F点，圆周运动的半径．   
    由牛顿第二定律得：  
    故有：              
    解得              
    若要粒子不能从ABFE所在的平面射出正立方体，如图所示，则粒子做圆周运动的圆心必在O1F上，设圆周运动的半径为r． 则
      
    即
    同理解得，即B2至少为     

    答：（1）若要粒子源射出的粒子能沿O2O3直线运动，并垂直于PQ边射出电磁复合场，加速电压U应；
    （2）如果粒子从O3点射出电磁复合场后，再垂直ADHE平面并从该平面的正中心O点射入长方体中，恰好在HFC三角形硬质塑料板的CF边与板相碰，假设粒子与板相碰后，速度大小不变，方向变化遵守光的反射定律，那么若要粒子与板发生第一次碰撞后就能沿BCGF平面水平射出长方体，则磁感应强度 ；若要粒子与板发生第一次碰撞后不能从ABFE平面射出长方体，则磁感应强度B2至少应为．
    点评：本题中的复合场具有速度选择的功能，进入磁场区域后，根据动力学规律先确定运动轨迹，再进行计算．
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    （1）求加速电压U1；
    （2）假设粒子与硬质塑料片相碰后，速度大小不变，方向遵循光的反射定律，那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动？
    （3）粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，粒子源S可以不断产生质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）。粒子从O1孔飘进一个水平方向的加速电场（初速不计），再经过小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1，方向如图。虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度大小为B2。一块折成直角的硬质塑料片abc（不带电，宽度和厚度都很小可忽略）放置在PQ、MN之间，截面图如图，a、c两点分别位于PQ、MN上，ab=bc=L，a=45?。粒子能沿图中虚线O2O3的延长线进入PQ、MN之间的区域。

    （1）求加速电压U1；

    （2）假设粒子与硬质塑料片相碰后，速度大小不变，方向遵循光的反射定律，那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动？

    （3）粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    26、（20分）如图所示，粒子源S可以不断产生质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）。粒子从O1孔飘进一个水平方向的加速电场（初速不计），再经过小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1，方向如图。虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度大小为B2。一块折成直角的硬质塑料片abc（不带电，宽度和厚度都很小可忽略）放置在PQ、MN之间，截面图如图，a、c两点分别位于PQ、MN上，ab=bc=L，a=45º。粒子能沿图中虚线O2O3的延长线进入PQ、MN之间的区域。

    （1）求加速电压U1；

    （2）假设粒子与硬质塑料片相碰后，速度大小不变，方向遵循光的反射定律，那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动？

    （3）粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s。

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    科目：高中物理 来源：2008年高考物理考前冲刺练习（7）（解析版） 题型：解答题

    如图所示，粒子源S可以不断产生质量为m、电荷量为+q的粒子（重力不计）．粒子从O1孔飘进一个水平方向的加速电场（初速不计），再经过小孔O2进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B1，方向如图．虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀强磁场，磁场范围足够大，磁感应强度大小为B2．一块折成直角的硬质塑料片abc（不带电，宽度和厚度都很小可忽略）放置在PQ、MN之间，截面图如图，a、c两点分别位于PQ、MN上，ab=bc=L，a=45°．粒子能沿图中虚线O2O3的延长线进入PQ、MN之间的区域．
    （1）求加速电压U1；
    （2）假设粒子与硬质塑料片相碰后，速度大小不变，方向遵循光的反射定律，那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动？
    （3）粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s．

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    科目：高中物理 来源：2011年河北省衡水市冀州中学高考物理模拟试卷（4月份）（解析版） 题型：解答题

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    （1）求加速电压U1；
    （2）假设粒子与硬质塑料片相碰后，速度大小不变，方向遵循光的反射定律，那么粒子与塑料片第一次相碰后到第二次相碰前做什么运动？
    （3）粒子在PQ、MN之间的区域中运动的总时间t和总路程s．

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