第3節(jié) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

第3節(jié)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．復(fù)合場(chǎng)一般指在某空間有

場(chǎng)、

場(chǎng)、

場(chǎng)中的兩個(gè)或三個(gè)同時(shí)并存的場(chǎng)．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，除了分析其所受洛倫茲力外，還應(yīng)注意分析重力和電場(chǎng)力是否存在．其分析方法與力學(xué)分析方法相同，利用力學(xué)三大觀點(diǎn)，即動(dòng)力學(xué)、能量和動(dòng)量的觀點(diǎn)進(jìn)行分析．重力電磁一、復(fù)合場(chǎng)及其特點(diǎn)三種場(chǎng)力的分析與比較種類(lèi)比較量電場(chǎng)力洛倫茲力重力力的大?、貴E＝qE②與電荷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．某電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力為恒量①電荷靜止或運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，不受洛倫茲力②電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直，洛倫茲力最大，F(xiàn)Bm＝qBv①G＝mg②與帶電體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)種類(lèi)比較量電場(chǎng)力洛倫茲力重力力的方向正電荷受力方向與E方向相同，負(fù)電荷受力方向與E方向相反FB方向垂直于B、v所決定的平面，分清正、負(fù)電荷后應(yīng)用左手定則確定FB的指向總是豎直向下做功特點(diǎn)做功多少與電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)差有關(guān)W＝qU.電場(chǎng)力做正功，電荷電勢(shì)能減少洛倫茲力對(duì)電荷不做功，不能改變電荷速度的大小做功多少與路徑無(wú)關(guān)，只取決于始、末位置的高度差2.重要特點(diǎn)：(1)洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度垂直，不做功．(2)重力和電場(chǎng)力做功均與路徑無(wú)關(guān)，只由初末位置決定．(3)當(dāng)重力和電場(chǎng)力做功總和不為零時(shí)，粒子的動(dòng)能必然變化；洛倫茲力隨速率變化而改變，粒子合力變化，使粒子做變加速運(yùn)動(dòng)．1．明確復(fù)合場(chǎng)的基本組成．也就是看這個(gè)復(fù)合場(chǎng)中有哪些場(chǎng)．要注意的是，題中不一定明確告訴有哪些場(chǎng)存在，這就需要從題中挖掘出來(lái)．一般情況下，電子、質(zhì)子、粒子、離子等不計(jì)重力，帶電塵粒、顆粒、液滴等不能忽略重力．如題中只說(shuō)某帶電液滴在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，必定有其他力與恒定的重力相平衡，以確保合力等于洛倫茲力，以提供向心力．二、基本分析思路2．明確帶電粒子所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其遵守的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(一般都是力學(xué)中我們所熟悉的一些運(yùn)動(dòng)，如勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等)．粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)取決于粒子的受力情況和初速度，因此應(yīng)把運(yùn)動(dòng)情況和受力情況綜合起來(lái)分析．3．對(duì)不同的過(guò)程選擇相應(yīng)的規(guī)律建立相關(guān)的方程，然后解方程以求出所求量．題型一：帶電粒子在電、磁組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例1如圖所示，在直角坐標(biāo)系的第Ⅰ象限存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第Ⅳ象限分布著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E＝4.0×103V/m，現(xiàn)從圖中M(1.8，－1.0)點(diǎn)由靜止釋放一比荷＝2×105C/kg的帶正電的粒子，該粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后經(jīng)x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后經(jīng)y軸上的N點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)．不計(jì)重力，問(wèn)：(1)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，則N點(diǎn)的坐標(biāo)是多少？(2)若要求粒子最終從N點(diǎn)垂直y軸離開(kāi)磁場(chǎng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？從M點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到從N點(diǎn)垂直y軸離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間為多少？【方法與知識(shí)感悟】1.組合場(chǎng)一般是指由電場(chǎng)和磁場(chǎng)或磁場(chǎng)和磁場(chǎng)組成，它們互不重疊，分別位于某一直線邊界兩側(cè)的情況．2．在這類(lèi)問(wèn)題中，粒子在某一場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，通常只受該場(chǎng)對(duì)粒子的作用力．3．處理該類(lèi)問(wèn)題的方法(1)分析帶電粒子在各種場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，一般在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．(2)正確地畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖，在畫(huà)圖的基礎(chǔ)上特別注意運(yùn)用幾何知識(shí)，尋找關(guān)系．(3)選擇物理規(guī)律，列方程．對(duì)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，一般分解為初速度方向的勻速運(yùn)動(dòng)和垂直初速度方向的勻加速運(yùn)動(dòng)；對(duì)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，應(yīng)注意洛倫茲力提供向心力這一受力特點(diǎn)．(4)注意確定粒子在組合場(chǎng)交界位置處的速度大小與方向．該速度是聯(lián)系兩種運(yùn)動(dòng)的橋梁．帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可能的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)

場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中初速度為零做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)保持靜止初速度平行場(chǎng)線做勻變速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)初速度垂直場(chǎng)線做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng))做勻速圓周運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)受恒力作用，做勻變速運(yùn)動(dòng)洛倫茲力不做功，動(dòng)能不變例2如圖甲所示，寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)(邊界為L(zhǎng)1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)(如圖乙所示)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上．t＝0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)．Q為線段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g.上述d、E0、m、v、g為已知量．題型二：帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小．(2)求電場(chǎng)變化的周期T.(3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值．【思路點(diǎn)撥】分析各時(shí)段微粒的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，結(jié)合力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系列力學(xué)方程求解．【方法與知識(shí)感悟】疊加場(chǎng)是指在同一空間區(qū)域有重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的兩種場(chǎng)或三種場(chǎng)互相并存疊加的情況．常見(jiàn)的疊加場(chǎng)有：電場(chǎng)與重力場(chǎng)的疊加，磁場(chǎng)與電場(chǎng)的疊加，磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)的疊加等．1．帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的處理技巧(1)受力分析：分析帶電體受到的重力、電場(chǎng)力、洛倫茲力，區(qū)分其中的恒力(重力、勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)帶電體的電場(chǎng)力)與變力(點(diǎn)電荷對(duì)帶電體的電場(chǎng)力、洛倫茲力)，明確帶電體受到的恒力的合力特點(diǎn)(如重力與勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)帶電體的電場(chǎng)力的合力為零)．(2)運(yùn)動(dòng)分析①當(dāng)帶電粒子所受合力為零時(shí)，將處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．②當(dāng)帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合外力提供向心力．③當(dāng)帶電粒子所受合力大小與方向均變化時(shí)，將做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．(3)畫(huà)出軌跡圖(在畫(huà)圖的基礎(chǔ)上特別注意運(yùn)用幾何知識(shí)尋找關(guān)系)．(4)巧選力學(xué)規(guī)律：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法和力學(xué)問(wèn)題的分析方法基本相同，可利用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)來(lái)分析，不同之處是多了電場(chǎng)力、洛倫茲力．2．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)(疊加場(chǎng))中的運(yùn)動(dòng)情況(1)直線運(yùn)動(dòng)：自由的帶電粒子(無(wú)軌道約束)在復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，除非運(yùn)動(dòng)方向沿磁場(chǎng)方向而不受洛倫茲力．這是因?yàn)殡妶?chǎng)力和重力都是恒力．當(dāng)速度變化時(shí)．會(huì)引起洛倫茲力的變化，合力也相應(yīng)的發(fā)生變化．粒子的運(yùn)動(dòng)方向就要改變而做曲線運(yùn)動(dòng)．在具體題目中，應(yīng)根據(jù)F合＝0進(jìn)行計(jì)算．(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中，重力與電場(chǎng)力相平衡，粒子運(yùn)動(dòng)方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，帶電粒子就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．此種情況下要同時(shí)應(yīng)用平衡條件和向心力公式來(lái)進(jìn)行分析．(3)一般曲線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子所受合外力是變力，且與初速度方向不在一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不是圓弧，也不是拋物線，一般用動(dòng)能定理或功能關(guān)系計(jì)算．例3醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度．電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及一對(duì)磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的．使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示．由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小的電勢(shì)差．在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零．在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T．則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)分別為()題型三：復(fù)合場(chǎng)在科技中的應(yīng)用A．1.3m/s，a正、b負(fù)B．2.7m/s，a正、b負(fù)C．1.3m/s，a負(fù)、b正D．2.7m/s，a負(fù)、b正【答案】A【方法與知識(shí)感悟】帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與現(xiàn)代科技密切相關(guān)，應(yīng)重視以科學(xué)技術(shù)的具體問(wèn)題為背景的考題．涉及帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的科技應(yīng)用主要是粒子速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、質(zhì)譜儀、霍爾效應(yīng)等，對(duì)應(yīng)原理如下：

裝置原理圖規(guī)律速度選擇器磁流體發(fā)電機(jī)

1．不計(jì)重力的負(fù)粒子能夠在如圖所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速直線穿過(guò)．設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的兩極板間電壓為U，距離為d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子帶電荷量為q，進(jìn)入速度為v，以下說(shuō)法正確的是()A．若同時(shí)增大U和B，其他條件不變，則粒子一定能夠直線穿過(guò)B．若同時(shí)減小d和增大v，其他條件不變，則粒子可能直線穿過(guò)BCC．若改變v或B的數(shù)值粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子動(dòng)能一定減小D．若改變v或B的數(shù)值粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子的動(dòng)能有可能不變*2.如圖所示，水平放置的光滑金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌MM′和NN′之間接有電阻R，導(dǎo)軌左、右兩區(qū)域分別處在方向相反與軌道垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，方向如圖，設(shè)左、右區(qū)域磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B1和B2，虛線為兩區(qū)域的分界線．一根阻值為R的金屬棒ab放在導(dǎo)軌上并與其正交，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．長(zhǎng)導(dǎo)軌MM′和NN′的右端與平行金屬板P1和P2(板面垂直于紙面)連接，金屬板置于磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)有等離子體射入兩金屬板之間時(shí)，金屬棒ab將受到力的作用，下列判斷正確的是()A．當(dāng)?shù)入x子體從右側(cè)射入時(shí)，金屬棒ab在圖示位置受力向右BDB．當(dāng)?shù)入x子體從左側(cè)射入時(shí)，金屬棒ab在圖示位置受力向右C．當(dāng)B2＝B1時(shí)，若金屬棒最初向右運(yùn)動(dòng)，則一定會(huì)在分界線兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．如果金屬棒最初向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾群线m時(shí)，金屬棒會(huì)從右側(cè)離開(kāi)磁場(chǎng)3．如圖所示，在互相垂直的水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)(E已知)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(B已知)中，有一固定的豎直絕緣桿，桿上套一個(gè)質(zhì)量為m、電量為＋q的小球，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)由靜止釋放小球，試求小球沿棒運(yùn)動(dòng)的最大加速度和最大速度vmax.(mg＞μqE，小球的帶電量不變)4．如圖甲所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，第一、四象限有磁場(chǎng)，方向垂直于Oxy平面向里．位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右連續(xù)發(fā)射質(zhì)量為m、電量為＋q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在0～3t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極邊緣的影響)．已知t＝0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)．上述m、q、l、t0、B為已知量．(不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況)【鞏固基礎(chǔ)】1．(2012北京)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值()A．與粒子電荷量成正比B．與粒子速率成正比C．與粒子質(zhì)量成正比D．與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比D*2．三個(gè)質(zhì)量相同的質(zhì)點(diǎn)a、b、c，帶有等量的正電荷，它們從靜止開(kāi)始，同時(shí)從相同的高度落下，下落過(guò)程中a、b、c分別進(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和真空區(qū)域中，設(shè)它們都將落到同一水平地面上，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是()A．落地時(shí)a的動(dòng)能最大B．落地時(shí)a、b的動(dòng)能一樣大C．b的落地時(shí)間最短D．b的落地時(shí)間最長(zhǎng)AD【解析】c小球只受重力做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落過(guò)程中只有重力做功，a小球受豎直方向的重力和水平方向的電場(chǎng)力，所以a的運(yùn)動(dòng)為水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落過(guò)程中電場(chǎng)力和重力都做了正功，所以落地動(dòng)能最大．由于a、c在豎直方向上都做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，b小球受重力和洛倫茲力，由于洛倫茲力有向上的分力，所以落地時(shí)間比a和c長(zhǎng)．因?yàn)槁鍌惼澚Σ蛔龉?，故只有重力做功，所以落地時(shí)動(dòng)能b與c相同．選項(xiàng)A、D正確．*3.在如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電子(不計(jì)重力)可能沿水平方向向右做直線運(yùn)動(dòng)的是()BC【解析】因電子水平向右運(yùn)動(dòng)，在A圖中電場(chǎng)力水平向左，洛倫茲力豎直向下，故不可能；在B圖中，電場(chǎng)力水平向左，洛倫茲力為零，故電子可能水平向右勻減速直線運(yùn)動(dòng)；在C圖中電場(chǎng)力豎直向上，洛倫茲力豎直向下，當(dāng)二者大小相等時(shí)，電子向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；在D圖中電場(chǎng)力豎直向上，洛倫茲力豎直向上，故電子不可能做水平向右的直線運(yùn)動(dòng)，因此選項(xiàng)B、C正確．4．(2012全國(guó))質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別為q1和q2的兩粒子在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知兩粒子的動(dòng)量(即物體的質(zhì)量和速度的乘積)大小相等．下列說(shuō)法正確的是()A．若q1＝q2，則它們作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等B．若m1＝m2，則它們作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑一定相等C．若q1≠q2，則它們作圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等D．若m1≠m2，則它們作圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定不相等A5．一束幾種不同的正離子，垂直射入有正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域里，離子束保持原運(yùn)動(dòng)方向未發(fā)生偏轉(zhuǎn).接著進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)這些離子分成幾束如圖所示.對(duì)這些正離子，可得出結(jié)論()A．它們的動(dòng)能一定各不相同B．它們的電量一定各不相同C．它們的質(zhì)量一定各不相同D．它們的比荷一定各不相同D【提升能力】BD

BD

8．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為平行四邊形ABDC，其中AC邊與對(duì)角線BC垂直，一束電子以大小不同的速度沿CB從C點(diǎn)射入磁場(chǎng)，不計(jì)電子的重力和電子之間的相互作用，關(guān)于電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況，下列說(shuō)法中正確的是()A．從BD邊出射的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等B．從CD邊出射的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等C．入射速度越大的電子，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)D．入射速度越大的電子，其運(yùn)動(dòng)軌跡越長(zhǎng)

B9．如圖所示，某放射源A均勻地向外輻射出平行于y軸的、速度一定的α粒子(質(zhì)量為m，電荷量為＋q)．為測(cè)定其飛出的速度大小，先讓其垂直進(jìn)入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、區(qū)域?yàn)榘雸A形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，經(jīng)該磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，它恰好能夠沿x軸進(jìn)入右側(cè)的平行板電容器MN中，并打到置于N板的熒光屏上．調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P使之位于滑動(dòng)變阻器的中央位置時(shí)，通過(guò)顯微鏡Q看到屏上的亮點(diǎn)恰好能消失．已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻為r0，滑動(dòng)變阻器的總阻值R0＝2r0，試求：(1)α粒子從放射源飛出時(shí)速度v的大?。?2)屏上的亮點(diǎn)恰好能消失時(shí)的α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t；(3)半圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R.10．在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系中，存在一個(gè)半徑R＝0.2m的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T，方向垂直紙面向外，該磁場(chǎng)區(qū)域的右邊緣與坐標(biāo)原點(diǎn)O相切．y軸右側(cè)存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E＝1.0×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向，電場(chǎng)區(qū)域?qū)挾萳＝0.1m．現(xiàn)從坐標(biāo)為(－0.2m，－0.2m)的P點(diǎn)發(fā)射出質(zhì)量m＝2.0×10－9kg、帶電荷量q＝5.0×10－5C的帶正電粒子，沿y軸正方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，速度大小v0＝5.0×103m/s.重力不計(jì)．(1)求該帶電粒子射出電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)；(2)為了使該帶電粒子能從坐標(biāo)為(0.1m，－0.05m)的點(diǎn)回到電場(chǎng)中，可在緊鄰電場(chǎng)的右側(cè)一正方形區(qū)域內(nèi)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，試求所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小和正方形區(qū)域的最小面積.11．