◎ 题目

在如图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R＝0.2 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B＝1.0 T，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与坐标原点O相切。y轴右侧存在电场强度大小为E＝1.0×104 N/C的匀强电场，方向沿y轴正方向，电场区域宽度l＝0.1 m。现从坐标为(－0.2 m，－0.2 m)的P点发射出质量m＝2.0×10－9 kg、带电荷量q＝5.0×10－5 C的带正电粒子，沿y轴正方向射入匀强磁场，速度大小v0＝5.0×103 m/s。重力不计。 (1)求该带电粒子射出电场时的位置坐标； (2)为了使该带电粒子能从坐标为(0.1 m，－0.05 m)的点回到电场后，可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小面积。

◎ 答案

解：(1)带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 qv0B＝m，解得r＝0.20 m＝R 根据几何关系可知，带电粒子恰从O点沿x轴进入电场，带电粒子做类平抛运动。设粒子到达电场边缘时，竖直方向的位移为y，有l＝v0t，y＝t2 联立解得y＝0.05 m 所以粒子射出电场时的位置坐标为(0.1 m，0.05 m) (2)粒子飞离电场时，沿电场方向速度vy＝at＝5.0×103 m/s＝v0 粒子射出电场时速度v＝v0 由几何关系可知， 粒子在正方形区域磁场中做圆周运动半径r′＝0.05 m 由qvB′＝m，解得B′＝4 T 正方形区域最小面积S＝(2r′)2 解得S＝0.02 m2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“在如图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R＝0.2m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B＝1.0T，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与坐标原点O相切。y轴右侧存在电场强度大…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。