如图所示.一带电粒子从Y轴上的a点以平行于X轴的方向射入第一象限区域.射入的速度为v0．带电粒子的质量为m.带负电.电荷量为q．为了使带电粒子通过X轴上的b点.可在第一象限的某区域加一个沿Y轴正方向的匀强电场.电场强度为E.电场区域沿Y轴方向无限长.沿X方向的宽度为s．已知Oa=L.Ob=2s.不计带电粒子的重力．(1)若b点在电场内.要使粒题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图所示，一带电粒子从Y轴上的a点以平行于X轴的方向射入第一象限区域，射入的速度为v₀．带电粒子的质量为m，带负电，电荷量为q．为了使带电粒子通过X轴上的b点，可在第一象限的某区域加一个沿Y轴正方向的匀强电场，电场强度为E，电场区域沿Y轴方向无限长，沿X方向的宽度为s．已知Oa=L，O_b=2s，不计带电粒子的重力．
（1）若b点在电场内，要使粒子过b点，求该电场的左边界与b点的距离．
（2）若b点在电场外，在第一象限紧挨电场右侧加一个垂直于XOY平面的磁感应强度为B的匀强磁场，该磁场足够大，使得粒子也能过b点且速度方向沿X轴正方向，求该电场的左边界与b点的距离．

（1）带电粒子进入电场后沿X方向做匀速直线运动，沿Y方向做匀加速直线运动；
根据牛顿第二定律得，带电粒子在电场中运动的加速度大小为：
a=

带电粒子进入电场后在X方向的位移为l，在Y方向的位移为L，如由图所示：根据运动学规律，有

l=v₀t
L=

t²
消去t，解得：
l=v₀

2mL

即该电场的左边界与b点的距离为v₀

2mL

；
（2）分析可知，磁场方向应垂直XOY平面向外，粒子的运动轨迹如图所示．

设粒子在磁场中的速率为v，运动半径为R，则
由Bqv=

mv2

得R=

由几何关系可知：
AC=Rsinθ
所以l=s+AC=s+

sinθ
其中：sinθ=

qEs

mv0v

所以：l=s+

qEs

mv0v

=s+

Bv0

；
答：（1）电场的左边界与b点的距离v₀

2mL

；
（2）电场的左边界与b点的距离s+

Bv0

．

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（1）匀强电场的电场强度E；
（2）图b中t=

4π

×10^-5s时刻电荷与第一次通过MN的位置相距多远；
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（1）若粒子带负电，且恰好能从d点射出磁场，求v₀的大小；
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m．（带电粒子的重力忽略不计）求：
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（2）粒子从P点运动到Q点的时间；
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