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    如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，收集板上各点到O点的距离以及两端点和的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．

    （1）当M、N间的电压为时，求粒子进入磁场时速度的大小；

    （2）要使粒子能够打在收集板D上，求在M、N间所加电压的范围；

    （3）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求粒子从s1开始运动到打在D的中点上经历的时间。

    解：（1）粒子从s1到达s2的过程中，根据动能定理得：

    （1分），解得：（1分）

    （2）粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，设此时其速度大小为，轨道半径为，根据牛顿第二定律得：（2分），粒子在M、N之间运动，根据动能定理得：，联立解得：（1分）

    当粒子打在收集板D的点时，经历的时间最长，由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径（1分），此时M、N间的电压最小，为（1分）

    当粒子打在收集板D的点时，经历的时间最短，由几何关系可知粒子在磁场中运动的半径（1分），此时M、N间的电压最大，为（1分）

    要使粒子能够打在收集板D上，在M、N间所加电压的范围为

    （或）（1分）

    （3）根据题意分析可知，当粒子打在收集板D的中点上时，根据几何关系可以求得粒子在磁场中运动的半径（1分），粒子进入磁场时的速度（1分）

    粒子在电场中运动的时间：（1分）

    粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期（2分）

    粒子在磁场中经历的时间（1分）

    粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间（1分）

    粒子从s1运动到点经历的时间为（1分）

    练习册系列答案
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    如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．
    （1）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；
    （2）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?开封二模）如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．
    （1）当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ；
    （2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；
    （3）当M、N间的电压不同时，粒子从s1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?威海模拟）如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔，s1、s2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s2O=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，收集板上各点到O点的距离以及两端点A和C的距离都为2R，板两端点的连线AC垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s1进入M、N间的电场后，通过s2进入磁场．粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计．
    （1）当M、N间的电压为Ux时，求粒子进入磁场时速度的大小vx；
    （2）要使粒子能够打在收集板D上，求在M、N间所加电压的范围；
    （3）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求粒子从s1开始运动到打在D的中点上经历的时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013安徽师大摸底）如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，S1、S2分别为M、N板上的小孔，S1、S2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O＝R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为＋q的粒子经S1进入M、N间的电场后，

    通过S2进入磁场．粒子在S1处的速度以及粒子所受的重力均不计．

    (1)当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；

    (2)若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；

    (3)当M、N间的电压不同时，粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同，求t的最小值．

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    科目：高中物理 来源：2013届吉林市高三下学期期中物理试卷（解析版） 题型：计算题

    （18分）如图所示，相距为R的两块平行金属板M、 N正对着放置，S1、S2分别为M、N板上的小孔，S1、S2、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且S2O＝R.以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为＋q的粒子经S1进入M、N间的电场后，通过S2进入磁场．粒子在S1处的速度以及粒子所受的重力均不计．

    （1）M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小v；

    （2）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U0；

    （3）当M、N间的电压不同时，粒子从S1到打在D上经历的时间t会不同，求

    t的最小值．

     

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