Question

如图所示，一带电粒子以某一速度在竖直平面内做直线运动，经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域（图中未画出磁场区域），粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场. 电场强度大小为E，方向竖直向上. 当粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍. 已知带电粒子的质量为m，电量为q，重力不计. 粒子进入磁场前的速度与水平方向成60°角，如图. 试解答：

（1）粒子带什么电？
（2）带电粒子在磁场中运动时速度多大？
（3）该圆形磁场区域的最小面积为多大？

Answer 1

（1）负电（2）（3）S=

解析试题分析： （1）已知磁场垂直纸面向里， 粒子在磁场中向右偏转60⁰垂直进入电场，
由左手定则判断：粒子一定带负电---------------2分
（2）粒子在电场中做类平抛运动，水平方向： ----------1分
竖直方向：  ---------1分
其中，；  ---------2分
解得：  -------------------2分
(3) 粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力完全提供向心力： ，即：
将v₀代入，得： ----------------2分
已知速度偏向角为60⁰，磁场面积最小值是以R为直径的圆：
整理得： S= ------------------2分

考点：考查了带电粒子在电磁场中的运动