Question

（19分）如圖所示的平行板器件中，存在相互垂直的勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應強度B₁ =" 0.40" T，方向垂直紙面向里，電場強度E = 2.0×10⁵ V/m，PQ為板間中線．緊靠平行板右側邊緣xOy坐標系的第一象限內，有垂直紙面的正三角形勻強磁場區域（圖中未畫出），磁感應強度B₂ =" 0.25" T。一束帶電量q = 8.0×10^-19 C，質量m = 8.0×10^-26 kg的正離子從P點射入平行板間，不計重力，沿中線PQ做直線運動，穿出平行板后從y軸上坐標為（0，0.2m）的Q點垂直y軸射向三角形磁場區，離子通過x軸時的速度方向與x軸正方向夾角為60°。則：

（1）離子運動的速度為多大？
（2）若正三角形區域內的勻強磁場方向垂直紙面向外，離子在磁場中運動的時間是多少？
（3）若正三角形區域內的勻強磁場方向垂直紙面向里，正三角形磁場區域的最小邊長為多少？
（4）第（3）問中離子出磁場后經多長時間到達X軸？

Answer 1

（1）；（2）；（3）（4）

試題分析：（1）（2分）粒子在板間沿中線PQ做直線運動，說明受力平衡，由受力平衡條件得
   V= （2分）
（2）（5分）離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律得
       （2分）
 （2分）

規范做好示意圖1分
（3）（8分）離子在勻強磁場中做勻速圓周運動，過程示意圖如圖所示，規范做圖（2分）
由牛頓第二定律得   （2分）
幾何關系得     （2分）
       （2分）
（4）（4分）離子出磁場后做勻速直線運動，幾何關系得位移
  （2分）
 s        （2分）