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带电粒子在磁场中的周期性运动1.(20分)在如图所示的xoy，平面直角坐标系中，一足够长绝缘薄板正好和x轴的正半轴重合，在y>a和y<-a的区域内均分布着方向垂直纸面向里的相同的匀强磁场。一带正电粒子，从y轴上的(0，a)点以速度v沿与y轴负向成45°角出射。带电粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变。已知粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度的大小。不计粒子的重力。(1)求粒子进入下方磁场后第一次打在绝缘板上的位置(2)若在绝缘板上的合适位置开一小孔，粒子穿过后能再次回到出发点。写出在板上开这一小孔可能的位置坐标(不需要写出过程)(3)在满足(2)的情况下，求粒子从出射到再次返回出发点的时间【答案】(1)；(2)；(3)【命题立意】本题旨在考查带电粒子在匀强磁场中的运动。【解析】（1）粒子的轨迹如图所示，已知由知解得：下磁场区域中弦长：所以第一次击中点的坐标（2）开孔位置（或）（3）若开孔位置在，所用时间为：所以在处开孔，粒子运动的时间表达式为若开孔在位置，所用时间为;所以在处开孔，粒子运动的时间表达式为答：(1)粒子进入下方磁场后第一次打在绝缘板上的位置为；(2)在板上开这一小孔可能的位置坐标为；(3)在满足(2)的情况下，粒子从出射到再次返回出发点的时间为。2.如图所示，边界PQ以上和MN以下空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度均为4B，PQ、MN间距离为，绝缘板EF、GH厚度不计，间距为d，板长略小于PQ、MN间距离，EF、GH之间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。有一个质量为m的带正电的粒子，电量为q，从EF的中点S射出，速度与水平方向成30°角，直接到达PQ边界并垂直于边界射入上部场区，轨迹如图所示，以后的运动过程中与绝缘板相碰时无能量损失且遵循反射定律，经过一段时间后该粒子能再回到S点。（粒子重力不计）

3.如图所示，在无限长的水平边界AB和CD间有一匀强电场，同时在AEFC、BEFD区域分别存在水平向里和向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线。AB边界上的P点到边界EF的距离为。一带正电微粒从P点的正上方的O点由静止释放，从P点垂直AB边界进入电、磁场区域，且恰好不从AB边界飞出电、磁场。已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g，电场强度大小E（E未知）和磁感应强度大小B（B未知）满足E/B=，不考虑空气阻力，求：（1）O点距离P点的高度h多大；

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