如图甲所示，固定在地面上的某种离子发射装置由离子源、间距为d的中心有小孔的两平行金属板M、N和边长为L的立方体构成，其后端面P为喷口，喷口P正对着屏幕Q，Q为平行于M、N的足够大平板。以金属板N的中心O为坐标原点，垂直立方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N板之间存在方向沿z轴由正方向的匀强电场；立方体内存在磁场，其磁感应强度沿z方向的分量始终为零，沿x和y方向的分量Bx和By如图乙所示，图中B0可调；P、Q板之间存在足够大的匀强电场，场强与M、N板之间电场等大，方向沿y轴负方向。离子源在M板中心小孔S处无初速释放氦离子（He2+），经M、N间电场加速进入磁场区域，从端面P射出进入P、Q间电场，经电场偏转最终打在屏幕Q上，测得离子经电场加速后在金属板N中心点O处速度为v0。已知单个离子的质量为m、电荷量为2e,忽略离子间的相互作用，不计重力。
（1）求M、N板之间匀强电场的场强大小；
（2）调节B0的值，使得从小孔S进入的离子均能从喷口后端面P射出，求B0的取值范围；
（3）调节B0=2mv08eL，粒子从喷口P喷出后，经过匀强电场后打在屏幕Q上，打在Q上的速度与从喷口P喷出时的速度等大，求粒子打在Q屏幕上的坐标。
2
m
v
0
8
e
L
【答案】（1）M、N板之间匀强电场的场强大小为；
（2）B0的取值范围为0＜B0＜；；
（3）粒子打在Q屏幕上的坐标为（，，L+）。
m
v
2
0
4
ed
（2）B0的取值范围为0＜B0＜
m
v
0
3
e
L
（3）粒子打在Q屏幕上的坐标为（
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2
2
L
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6
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【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：102引用：1难度：0.4
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1．在如图所示的平面直角坐标系中，第二象限内存在水平向左的匀强电场，在x轴上有两个粒子源A、B，沿y轴正向以相同速度同时发射质量相同、电荷量相同的带负电的粒子，粒子源A、B的坐标分别为xA=-9L、xB=-4L。通过电场后A、B两处发射的粒子分别从y轴上的C、D两点（图中未画出）进入第一象限。不计粒子重力及粒子间的相互作用。
（1）设C、D两点坐标分别为（0，yC）、（0，yD），求yC、yD的比值；
（2）若第一象限内未加任何场，两处粒子将在第一象限内某点相遇，求相遇点的横坐标；
（3）若第一象限内y＞yC区域，加上垂直于坐标平面方向向里的匀强磁场（图中未画出），两处粒子最终将从磁场飞出，求两处粒子飞出位置间的距离。发布：2024/12/29 20:30:1组卷：25引用：3难度：0.4 -
2．如图，在xOy坐标系中的第一象限内存在沿x轴正方向的匀强电场，第二象限内存在方向垂直纸面向外磁感应强度B=的匀强磁场，磁场范围可调节（图中未画出）。一粒子源固定在x轴上M（L，0）点，沿y轴正方向释放出速度大小均为v0的电子，电子经电场后从y轴上的N点进入第二象限。已知电子的质量为m,电荷量的绝对值为e,ON的距离3mv02eL，不考虑电子的重力和电子间的相互作用，求：233L
（1）第一象限内所加电场的电场强度；
（2）若磁场充满第二象限，电子将从x轴上某点离开第二象限，求该点的坐标；
（3）若磁场是一个圆形有界磁场，要使电子经磁场偏转后通过x轴时，与y轴负方向的夹角为30°，求圆形磁场区域的最小面积。发布：2024/12/29 23:30:1组卷：253引用：5难度：0.3 -
3．在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为m、电荷量为q的质子从极板A处由静止加速，通过极板A1中间的小孔后进入速度选择器，并沿直线运动。速度选择器中的匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B=0.01T，极板CC1间的电场强度大小为E=1×105N/C。坐标系xOy中yOP区域充满沿y轴负方向的匀强电场Ⅰ，xOP区域充满垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，OP与x轴夹角a=30°。匀强磁场Ⅱ的磁感应强度大小B1，且1T≤B1≤1.5T。质子从（0，d）点进入电场Ⅰ，并垂直OP进入磁场Ⅱ。取质子比荷为，d=0.5m。求：qm=1×108C/kg
（l）极板AA1间的加速电压U；
（2）匀强电场Ⅰ的电场强度E1；
（3）质子能到达x轴上的区间的长度L（结果用根号表示）。发布：2024/12/29 20:30:1组卷：116引用：3难度：0.6
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