第2课时带电粒子在复合场中的运动(限时：60分钟)1．(16分)如图1所示，两块足够大的平行金属板a、b竖直放置，板间有场强为E的匀强电场，两板距离为d，今有一带正电微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入板间，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场场强大小为E，方向竖直向上，磁感应强度B＝，方向垂直纸面向里．求：图1(1)微粒的带电荷量q；(2)微粒穿出bc区域的位置到a板下边缘的竖直距离L(用d表示)；(3)微粒在ab、bc区域中运动的总时间t(用d、v0表示)．2．(22分)如图2所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1＝0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E＝2.0×105V/m，PQ为板间中线．紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面的矩形匀强磁场区域，磁感应强度B2＝0.25T．一束带电荷量q＝8.0×10－19C，质量m＝8.0×10－26kg的正离子从P点射入平行板间，不计重力，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射向矩形磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°.则：图2(1)离子运动的速度为多大？(2)试讨论矩形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向里和垂直纸面向外两种情况下，矩形磁场区域的最小面积分别为多少？并求出其在磁场中运动的时间．3．(15分)如图3所示，第四象限内有互相正交的电场强度为E的匀强电场与磁感应强度为B1＝0.25T的匀强磁场，第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B2的匀强磁场，磁场的下边界与x轴重合，质量为m＝×10－10kg、带电荷量q＝＋1×10－6C的微粒以速度v＝1×103m/s从y轴上的M点开始沿与y轴正方向成60°角的直线匀速运动，经P点进入处于第一象限内的匀强磁场区域．一段时间后，微粒经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向进入第二象限，M点的坐标为(0，－10)，N点的坐标为(0,30)，不计粒子的重力，g取10m/s2.求：图3(1)第四象限内匀强电场的电场强度E；(2)第一象限内匀强磁场的磁感应强度B2的大小；(3)第一象限内矩形匀强磁场区域的最小面积Smin.4．(20分)水平地面上建立如图4所示的直角坐标系，xOy平面恰在地面上，将一边长为L＝0.3m正方形薄木板abcd构成倾角为30°的固定斜面，整个空间存在平行斜面向上的匀强电场，场强E＝0.5N/C，在－y轴上距a点m的s处静止释放一个带正电小球，小球可以无阻碍冲上薄木板，当小球冲上木板时立即加上垂直木板的匀强磁场，使小球恰可以从c点离开斜面，且离开c点时立即撤去磁场．已知小球质量为0.02kg，电荷量为0.2C，小球运动过程中电荷量不变，不计一切摩擦力作用，也不考虑磁场变化时对小球的影响．g＝10m/s2.求：图4(1)小球到达a点时速度大小；(2)匀强磁场的磁感应强度大小和方向；(3)小球离开斜面后第一次落地点的坐标．答案1．(1)或(2)(3－)d(3)2．(1)5×105m/s(2)B2的方向垂直纸面向外：(0.04－0.02)m24.2×10－7sB2的方向垂直纸面向里：(0.08＋0.04)m22．1×10－6s3．(1)250V/m，方向为与y轴负方向夹角为30°(2)0.375T(3)m24．(1)3m/s(2)1T垂直斜面向上(3)(0.9，)
