圖示為某種新型分離設(shè)備內(nèi)部電磁場的分布情況示意圖，自上而下分為I、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，區(qū)域I的寬度為d1，分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E1；區(qū)域Ⅱ的寬度為d2，分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1；寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E2和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2�，F(xiàn)將一群質(zhì)量和帶電量均不同的帶電粒子從區(qū)域I上邊緣的注入孔A注入，這些粒子由靜止開始運(yùn)動(dòng)（不計(jì)重力），然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)區(qū)域，滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域I，其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出，三個(gè)區(qū)域都足夠長，已知能飛回區(qū)域I的帶電粒子的質(zhì)量m=6.4×10-27 kg，帶電量q=3.2×10-19 C，且有d1=10 cm，d2=5 cm，E1=E2=40 Wm，B1=4×10-3 T，B2=2×10-3 T。
（1）求能飛回區(qū)域I的帶電粒子離開區(qū)域I時(shí)的速度；
（2）求能飛回區(qū)域I的帶電粒子離開區(qū)域Ⅱ時(shí)的速度；
（3）為使能飛回區(qū)域I的帶電粒子還能回到區(qū)域I的上邊緣，則區(qū)域Ⅲ的寬度d3應(yīng)滿足什么條件？
解：（1）qE1d1=1/2mv2
v=2×l04 m/s，方向豎直向下
（2）


θ=45°，即與區(qū)域Ⅱ，Ⅲ的邊界成45°角
（3）進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ，將速度分解

則洛倫茲力Fx=Fy=qvxB2=l.28×10-17 N
而電場力F電=qE=l.28×10-17 N
所以Fy =F電
粒子一邊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，一邊在同一平面內(nèi)向前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，只要不出區(qū)域Ⅲ，就可回到區(qū)域I
所以d3>R'=mVy÷qB2=10 cm
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖為某種新型設(shè)備內(nèi)部電、磁場分布情況圖．自上而下分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域．區(qū)域Ⅰ寬度為d1，分布沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E1；區(qū)域Ⅱ?qū)挾葹閐2，分布垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1；寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E2和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2．現(xiàn)在有一群質(zhì)量和帶電量均不同的帶電粒子從區(qū)域Ⅰ上邊緣的注入孔A點(diǎn)被注入，從靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)區(qū)域，滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域Ⅰ，其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出．三區(qū)域都足夠長，粒子的重力不計(jì)．
已知能飛回區(qū)域I的粒子質(zhì)量m=6.4×10-27kg，帶電量q=3.2×10-19C且d1=10cm，d2=5
2
cm，d3＞10cm  E1=E2=40v/m，B1=4×10-3T，B2=
2
×10-3T
求：能飛回區(qū)域Ⅰ的粒子第一次回到區(qū)域Ⅰ上邊緣時(shí)離A的距離？

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科目：高中物理 來源：江蘇省泰州地區(qū)2009年高考物理模擬卷2 題型：038

如圖所示為某種新型分離設(shè)備內(nèi)部電、磁場分布情況圖．自上而下分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域．區(qū)域Ⅰ寬度為d1，分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E1；區(qū)域Ⅱ?qū)挾葹閐2，分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1；寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E2和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2．現(xiàn)有一群質(zhì)量和帶電量均不同的帶電粒子從區(qū)域Ⅰ上邊緣的注入孔A點(diǎn)被注入，這些粒子都只在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)區(qū)域，滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域Ⅰ，其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出，三區(qū)域都足夠長．已知能飛回區(qū)域Ⅰ的帶電粒子的質(zhì)量為m＝6.4×10－27 kg、帶電量為q＝3.2×10－19 C，且有d1＝10 cm，d2＝5cm，E1＝E2＝40 V/m，B1＝4×10－3 T，B2＝2×10－3 T．試求：

(1)該帶電粒子離開區(qū)域Ⅰ時(shí)的速度；

(2)該帶電粒子離開區(qū)域Ⅱ時(shí)的速度；

(3)為使該帶電粒子還能回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣，區(qū)域Ⅲ的寬度d3應(yīng)滿足的條件；

(4)該帶電粒子第一次回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣時(shí)離開A點(diǎn)的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為某種新型分離設(shè)備內(nèi)部電、磁場分布情況圖。自上而下分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域。區(qū)域Ⅰ寬度為d1，分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E1；區(qū)域Ⅱ?qū)挾葹閐2，分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1；寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E2和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2�，F(xiàn)有一群質(zhì)量和帶電量均不同的帶電粒子從區(qū)域Ⅰ上邊緣的注入孔A點(diǎn)被注入，這些粒子都只在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)區(qū)域，滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域Ⅰ，其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出，三區(qū)域都足夠長。已知能飛回區(qū)域Ⅰ的帶電粒子的質(zhì)量為m=6.4×10—27kg、帶電量為q=3.2×10—19C，且有d1=10cm，d2=5cm，E1= E2=40V/m，B1=4×10—3T，B2=2×10—3T。試求：

（1）該帶電粒子離開區(qū)域Ⅰ時(shí)的速度；

（2）該帶電粒子離開區(qū)域Ⅱ時(shí)的速度；

（3）為使該帶電粒子還能回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣，區(qū)域Ⅲ的寬度d3應(yīng)滿足的條件；

（4）該帶電粒子第一次回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣時(shí)離開A點(diǎn)的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示為某種新型分離設(shè)備內(nèi)部電、磁場分布情況圖。自上而下分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域。區(qū)域Ⅰ寬度為d1，分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E1；區(qū)域Ⅱ?qū)挾葹閐2，分布有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B1；寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布有沿紙面向下的勻強(qiáng)電場E2和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場B2�，F(xiàn)有一群質(zhì)量和帶電量均不同的帶電粒子從區(qū)域Ⅰ上邊緣的注入孔A點(diǎn)被注入，這些粒子都只在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個(gè)區(qū)域，滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域Ⅰ，其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出，三區(qū)域都足夠長。已知能飛回區(qū)域Ⅰ的帶電粒子的質(zhì)量為m=6.4×10―27kg、帶電量為q=3.2×10―19C，且有d1=10cm，d2=5cm，E1= E2=40V/m，B1=4×10―3T，B2=2×10―3T。試求：

（1）該帶電粒子離開區(qū)域Ⅰ時(shí)的速度；
（2）該帶電粒子離開區(qū)域Ⅱ時(shí)的速度；
（3）為使該帶電粒子還能回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣，區(qū)域Ⅲ的寬度d3應(yīng)滿足的條件；
（4）該帶電粒子第一次回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣時(shí)離開A點(diǎn)的距離。

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