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如图所示的平行板之间,存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.20T,

物理试题 06-02
如图所示的平行板之间,存在着相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.20T,方向垂直纸面向里,电场强度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,有一边界线AO,与y轴的夹角∠AOy=45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度,边界线的下方有水平向右的匀强电场,电场强度,在x轴上固定一水平的荧光屏.一束带电荷量、质量的正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区,最后打到水平的荧光屏上的位置C.求:
 
(1)离子在平行板间运动的速度大小.
(2)离子打到荧光屏上的位置C的坐标.
(3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度的大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2′应满足什么条件?

【解析】
(1)设离子的速度大小为v,由于沿中线PQ做直线运动,
则有qE1=qvB1,
代入数据解得:v=5.0×105 m/s;
(2)离子进入磁场,做匀速圆周运动,
由牛顿第二定律有:qvB2=m
得,r=0.2 m,
作出离子的运动轨迹,交OA边界于N,如图甲所示,
 
OQ=2r
若磁场无边界,一定通过O点,则轨迹圆弧QN的圆心角为θ=90°,过N点做圆弧切线,方向竖直向下,
离子垂直电场线进入电场,做类平抛运动,
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