2016届湖北高考物理二轮复习：《电场和磁场》2

　　10.如图甲所示，两平行金属板A、B长L=8 cm，两板间距离d=6 cm，A、B两板间的电势差UAB=100 V.一比荷为=1×106 C/kg的带正电粒子(不计重力)从O点沿电场中心线垂直电场线以初速度v0=2×104 m/s飞入电场，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域，已知两界面MN、PS相距为s=8 cm.带电粒子从PS分界线上的C点进入PS右侧的区域，当粒子到达C点时开始计时，PS右侧区域有磁感应强度按图乙所示的匀强磁场(垂直纸面向里为正方向).求：

　　甲乙

　　(1)PS分界线上的C点与中心线OO′的距离y;

　　(2)粒子进入磁场区域后第二次经过中心线OO′时与PS分界线的距离x.

　　解析：(1)粒子在电场中的加速度a=

　　粒子在电场中运动的时间t1=

　　粒子离开电场时竖直方向分速度vy=at1

　　粒子在MN与PS间运动时间t2=

　　粒子在电场中偏转位移y1=at== cm

　　出电场后：y2=vyt2

　　解得：y2= cm

　所以C点与OO′的距离y=y1+y2=4 cm.

　　(2)粒子运动轨迹如图所示，粒子进入磁场时，设速度与水平方向夹角为θ，tanθ==

　　θ=30°

　　粒子进入磁场时的速度v==×104 m/s

　　设粒子在磁场中运动轨道半径为R

　　则qvB=

　　R=4 cm

　　粒子在磁场中运动的周期T==2π×10-6 s

　　在t=×10-6 s内粒子的偏转角α=t=120°

　　竖直向上偏移h1=Rcos30°=2 cm

　　在×10-6～π×10-6 s内通过OO′，这段时间内竖直向上偏移

　　h2=h1=2 cm

　　因为h1+h2=y=4 cm

　　则粒子在t=×10-6 s时刚好第二次到达OO′

　　此时，粒子距PS距离x=2(R+Rsin30°)=12 cm.

　　答案：(1)4 cm　(2)12 cm