新高考物理三轮冲刺专项训练压轴题08 带电粒子在复合场、组合场中的运动（原卷版）

压轴题08带电粒子在复合场、组合场中的运动1.本专题是电磁场的典型题型之一，包括应用电场力洛伦兹力的知识解决实际问题。高考中经常在选择题中命题，更是在在计算题中频繁出现。2024年高考对于复合场、组合场的考查仍然是热点。2.通过本专题的复习，不仅利于完善学生的知识体系，也有利于培养学生的物理核心素养。3.用到的相关知识有:电场的知识,磁场的知识等。近几年的高考命题中一直都是以压轴题的形式存在，重点考查类型带电粒子在复合场中的运动，组合场中的运动等。考向一：带电体在磁场中的运动1.带电体在匀强磁场中速度变化时洛伦兹力往往随之变化，并进一步导致弹力、摩擦力等的变化，带电体将在变力作用下做变加速运动。2.利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化时要注意弹力为零的临界状态，此状态是弹力方向发生改变的转折点。考向二：带电粒子在叠加场中的运动1.三种场的比较力的特点功和能的特点重力场大小：G＝mg方向：竖直向下重力做功与路径无关；重力做功改变物体的重力势能电场大小：F＝qE方向：正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受力方向与电强方向相反电场力做功与路径无关；W＝qU；电场力做功改变电势能磁场大小：f＝qvB(v⊥B)方向：可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能2.分析的基本思路(1)弄清叠加场的组成。(2)进行受力分析，确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合。(3)画出粒子的运动轨迹，灵活选择不同的运动规律。①由于洛伦兹力的大小与速度有关，带电粒子在含有磁场的叠加场中的直线运动一定为匀速直线运动，根据平衡条件列式求解。②当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，一定是电场力和重力平衡，洛伦兹力提供向心力，应用平衡条件和牛顿运动定律分别列方程求解。③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解。考向三：带电粒子在组合场中的运动带电粒子在电场、磁场组合场中的运动是指粒子从电场到磁场或从磁场到电场的运动。通常按时间的先后顺序将粒子的运动过程分成若干个小过程，在每一运动过程中从粒子的受力性质、受力方向和速度方向的关系入手，分析粒子在电场中做什么运动，在磁场中做什么运动。1.分析思路2.解题关键从一个场射出的末速度是进入另一个场的初速度，因此两场界面处的速度(大小和方向)是联系带电粒子在两场运动的桥梁，因此求解速度是重中之重。01带电粒子在有界磁场中运动1.如图所示，在磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置，细棒与水平面间的夹角为α，一质量为m、带电荷量为＋q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα，重力加速度为g。现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2)圆环A能够达到的最大速度为多大？02带电粒子在叠加场中的运动2．如图甲所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2)，存在方向垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图乙所示)，电场强度的大小为E0，E>0表示电场方向竖直向上。t＝0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；(2)求电场变化的周期T；(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。03带电粒子在有界磁场中运动的多解问题3.如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子(质量为m，电荷量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿过x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿过x轴时，恰好达到坐标原点O。已知A、C两点到坐标原点的距离分别为d、2d，不计电子的重力。求：(1)电场强度E的大小；(2)磁感应强度B的大小；(3)画出电子从A运动到O的运动轨迹，并求出电子从A运动到O经历的时间t。一、单选题1．（2024·北京东城·一模）用如图所示装置作为推进器加速带电粒子。装置左侧部分由两块间距为d的平行金属板M、N组成，两板间有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。使大量电荷量绝对值均为q0的正、负离子从左侧以速度v0水平入射，可以给右侧平行板电容器PQ供电。靠近Q板处有一放射源S可释放初速度为0、质量为m、电荷量绝对值为q的粒子，粒子被加速后从S正上方的孔喷出P板，喷出的速度大小为v。下列说法正确的是（）A．放射源S释放的粒子带负电B．增大q0的值，可以提高vC．PQ间距变为原来的2倍，可使v变为原来SKIPIF1<0倍D．v0和B同时变为原来的2倍，可使v变为原来的2倍二、多选题2．（2024·甘肃·二模）如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O'，半径为R（R远大于轨道内径），直线段轨道AC、HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切，整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，与直线段轨道间的动摩擦因数为μ，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放，若PC=l，小球所受电场力等于其重力的SKIPIF1<0倍。重力加速度为g。则（）A．小球在轨道AC上下滑的最大速度SKIPIF1<0B．小球第一次沿轨道AC下滑的过程中做加速度减小的加速运动C．经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功SKIPIF1<0D．经足够长时间，小球经过O点时，对轨道的弹力一定为SKIPIF1<03．（2024·广东惠州·一模）如图所示，长方体SKIPIF1<0所在空间存在与SKIPIF1<0方向平行的匀强磁场，一粒子源无初速度释放一质量为m、带电量为SKIPIF1<0的带电粒子，经电压U加速后，从O点沿OQ方向射入磁场区域，并从SKIPIF1<0点离开长方体区域。已知长方体OM、SKIPIF1<0边的长度均为d，OQ的长度为SKIPIF1<0，不计粒子的重力及其相互作用，下列说法正确的是（）A．粒子进入磁场区域的初速度为SKIPIF1<0B．磁感应强度的大小为SKIPIF1<0C．若减少加速电压U，粒子可能从SKIPIF1<0射出D．若增加加速电压U，粒子可能从SKIPIF1<0中点射出4．（2024·安徽池州·二模）如图所示，足够长的竖直绝缘墙壁右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为SKIPIF1<0。质量为SKIPIF1<0、带电量为SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动摩擦因数为SKIPIF1<0，重力加速度g。现将小物块紧贴竖直墙壁由静止释放，当小物块沿绝缘墙壁下滑h时获得最大速度开始匀速下滑，墙壁足够长，下列说法正确的是（）A．小物块运动过程中的最大加速度为SKIPIF1<0B．小物块获得最大速度SKIPIF1<0C．小物块沿绝缘墙壁下滑h过程克服摩擦力做的功SKIPIF1<0D．小物块沿绝缘墙壁下滑h过程经历的时间SKIPIF1<05．（2024·湖北·二模）现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的O点由静止释放，运动到磁场的下边界的P点时正好与下边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N，下列说法正确的是（

）A．匀强电场的场强大小为SKIPIF1<0B．粒子从O点运动到P点的时间为SKIPIF1<0C．M、N两点的竖直距离为SKIPIF1<0D．粒子经过N点时速度大小为SKIPIF1<0三、解答题6．（2024·广东韶关·二模）如图所示，矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场，SKIPIF1<0为磁场边界线，四条边界线相互平行，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B，区域Ⅱ的磁感应强度大小为SKIPIF1<0，矩形区域的长度足够长，磁场宽度及SKIPIF1<0与SKIPIF1<0之间的距离相同。某种带正电的粒子从SKIPIF1<0上的SKIPIF1<0处以大小不同的速度，沿与SKIPIF1<0成SKIPIF1<0角进入磁场（不计粒子所受重力），当粒子的速度小于某一值时，粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为SKIPIF1<0；当速度为SKIPIF1<0时，粒子垂直SKIPIF1<0进入无场区域，最终从SKIPIF1<0上的A点射出，求：（1）粒子的比荷SKIPIF1<0；（2）磁场区域Ⅰ的宽度L；（3）出射点A偏离入射点SKIPIF1<0竖直方向的距离y。7．（2024·重庆·模拟预测）如题图所示，xOy平面被一条平行于x轴的直线MN分为匀强磁场区域和无磁场区域，磁场区域的磁感应强度方向垂直于纸面向外。比荷为SKIPIF1<0的带正电粒子A，从坐标为SKIPIF1<0的P点，以大小为v0、方向与x轴正方向成60°角的速度发射，能被位于SKIPIF1<0的粒子收集器Q收集，已知该过程中粒子做匀速圆周运动的半径为a，不计粒子重力。（1）求磁感应强度的大小。（2）求直线MN到x轴的距离。（3）若粒子A从x轴某位置以大小为2v0、方向与x轴的正方向成SKIPIF1<0角的速度发射后，依然能被收集器Q收集，求该粒子发射位置的横坐标与θ的关系。8．（2024·天津·一模）如图所示，平行金属板SKIPIF1<0、SKIPIF1<0水平放置，上极板接电源负极，下极板接电源正极，板长SKIPIF1<0，极板间距SKIPIF1<0，与极板右端相接的竖直虚线SKIPIF1<0右侧有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小SKIPIF1<0，方向垂直纸面向外。在两极板左端正中间SKIPIF1<0点水平向右发射一比荷SKIPIF1<0、初速度SKIPIF1<0的带正电粒子。不计粒子的重力，不考虑极板边缘电场的影响。（1）若两金属板间加适当电压，粒子恰好从上极板右边缘射出电场，求粒子在磁场中运动的时间SKIPIF1<0（结果中的SKIPIF1<0无需代入数值）；（2）若两金属板间加适当电压，粒子经电场、磁场偏转后，恰好能从下极板右边缘再次回到电场中，求所加电压U为多大？9．（2024·海南海口·一模）如图甲所示，在真空室内，A、C为正对放置的两平行金属板，板长SKIPIF1<0，板间距离SKIPIF1<0，SKIPIF1<0为中线，SKIPIF1<0为SKIPIF1<0延长线上一点，SKIPIF1<0；倾角SKIPIF1<0且足够长的斜面与两板的截面在同一竖直面内，其底边SKIPIF1<0与两板平行，顶点G与A、C两板的右端点共线，SKIPIF1<0。现将某种粒子从O点以某初速度沿SKIPIF1<0连续射入平行板间，任意相同时间内射入的粒子数相等，粒子带电荷量SKIPIF1<0、质量SKIPIF1<0，忽略电场的边缘效应，不计粒子重力且不考虑粒子间相互作用及碰到斜面后的反弹，设刚好到达极板右端的粒子恰能射出，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，求：（1）若两板间电压SKIPIF1<0，测得粒子在距离SKIPIF1<0为SKIPIF1<0处射出电场，求该粒子在板间运动过程中电场力所做的功SKIPIF1<0；（2）当粒子入射的初速度SKIPIF1<0时，粒子均能到达斜面，试确定两板间所加电压SKIPIF1<0应满足的条件；（3）若在两板右侧存在以SKIPIF1<0为圆心、直径为d的圆形匀强磁场区域（图中未画出），磁感应强度大小SKIPIF1<0、方向垂直纸面向外，当在两板间加上如图乙所示电压，发现粒子均能以水平速度射出电场，求经磁场偏转后能够打在斜面上的粒子占发射粒子总数的百分比。10．（23-24高三下·江西·阶段练习）如图所示，xOy平面内，x轴下方充满垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方充满竖直向下的匀强电场（图中未画出），其他部分无电场。从P点水平向右向电场内发射一个比荷为SKIPIF1<0的带电粒子，粒子的速度大小为SKIPIF1<0，仅在电场中运动时间t，从x轴上的N点与x轴正方向成α角（未知）斜向下进入磁场，之后从原点O第一次回到电场。已知P、N两点间的电势差SKIPIF1<0，忽略边界效应，不计粒子受到的重力。求：（1）粒子第一次通过N点的速度大小v及角度α；（2）匀强电场的电场强度大小E及匀强磁场的磁感应强度大小B；（3）粒子从P点发射到第2024次从x轴上方进入磁场的时间SKIPIF1<0。11．（2024·重庆·模拟预测）如图所示，OP与SKIPIF1<0轴的夹角SKIPIF1<0，在第一象限中OP右侧有沿SKIPIF1<0轴负方向的匀强电场，一质量为SKIPIF1<0、电荷量为SKIPIF1<0的粒子以速度SKIPIF1<0从SKIPIF1<0轴上的M点平行于SKIPIF1<0轴射入电场，经电场后沿垂直于OP的方向由SKIPIF1<0点立刻进入一矩形磁场区域(未画出，方向垂直纸面向里)，并沿SKIPIF1<0轴负方向经过O点。已知O点到N点的距离为SKIPIF1<0，不计粒子的重力，求：（1）匀强电场的电场强度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）矩形磁场区域的最小面积。12．（2024·安徽黄山·二模）如图所示，A、B两平行板间存在相互垂直的电场和磁场，方向如图所示，电场强度和磁感应强度分别为SKIPIF1<0和SKIPIF1<0。在A、B板右边存在以SKIPIF1<0和SKIPIF1<0为边界，宽度为d，方向竖着向下，大小也为SKIPIF1<0的匀强电场，电场右边空间存在无限大的匀强磁场，磁感应强度为SKIPIF1<0，方向如图。现有两个不同的带电粒子a和b，其比荷分别为k和SKIPIF1<0，先后从A、B板的左侧沿中线垂直电场方向射入，两粒子都沿A、B中线运动后进入偏转电场，最后从SKIPIF1<0进入磁场SKIPIF1<0。（不计粒子的重力）则：（1）求粒子进入偏转电场的速度大小；（2）a粒子从SKIPIF1<0边界进出右边磁场两点间的距离为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0粒子从SKIPIF1<0边界进出右边磁场两点间的距离为SKIPIF1<0，求SKIPIF1<0与SKIPIF1<0之比；（3）若两粒子从边界SKIPIF1<0上同一点射出磁场，求磁感应强度SKIPIF1<0的大小。13．（2024·湖南·二模）如图所示，在竖直平面内建立xOy坐标系，P、A、Q1、Q2四点的坐标分别为（-2L，0）、（-L，0）、（0，L）、（0，-L）。y轴右侧存在范围足够大的匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里。在界面PAQ1的上方存在竖直向下的匀强电场（未画出），界面PAQ2的下方存在竖直向上的匀强电场（未画出），且上下电场强度大小相等。在（SKIPIF1<0L，0）处的C点固定一平行于y轴且长为SKIPIF1<0的绝缘弹性挡板MN，C为挡板中点，带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后，沿y方向分速度不变。沿x方向分速度反向，大小不变。质量为m、电量为q的带负电粒子（不计重力）从x轴上方非常靠近P点的位置以初速度v0沿x轴正方向射入电场且刚好可以过Q1点。求：（1）电场强度的大小、到达Q1点速度的大小和方向；（2）磁场取合适的磁感应强度，带电粒子没有与挡板发生碰撞且能回到P点，求从P点射出到回到P点经历的时间；（3）改变磁感应强度的大小，要使粒子最终能回到P点，则带电粒子最多能与挡板碰撞多少次？14．（2024·北京顺义·一模）如图所示，两平行金属板MN、PQ之间电势差为U，金属板PQ的右方直角坐标系的第一象限内有一磁感应强度为B的匀强磁场。一带电量为+q、质量为m的粒子，从金属板MN的入口处由静止释放，经电场加速垂直于y轴进入磁场后做匀速圆周运动，恰好从K点射出，速度方向与x轴负方向夹角为60SKIPIF1<0，忽略重力的影响，求：（1）粒子从电场射出时速度的大小v；（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R和运动时间t；（3）若要使粒子从坐标原点O点射出，可以采取什么措施？15．（2024·贵州·二模）如图，平面直角坐标系xOy中，第一象限内存在沿x轴负方向、大小为E0的匀强电场，第二、三象限内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，第四象限内以O为圆心、半径分别为d和2d的两圆弧间区域内存在方向均指向O点的电场，其中M、N是两圆弧与y轴的交点。现从第一象限内坐标为（d，d）的P点由静止释放一带正电粒子，其质量为m、电荷量为q，不计粒子重力。（1）求从P点释放的带电粒子初次进入匀强磁场时速度的大小；（2）若要使该粒子能从MN两点间（不包括M、N两点）进入第四象限，求磁感应强度大小的取值范围；（3）若圆弧区域内各点的电场强度大小E与其到O点距离的关系为SKIPIF1<0，且该粒子进入第四象限后恰好能做匀速圆周运动，求k0的值；（4）在（2）（3）的条件下，当磁感应强度取某一值时，该粒子只经过一次磁场后恰好再次返回P点，求粒子从P点释放到返回P点的时间。16．（2024·广东茂名·二模）在如图所示的竖直平面xOy中，一质量为m、电荷量为SKIPIF1<0的带电小球沿x轴正方向以初速度SKIPIF1<0从A点射入第一象限，第一象限有竖直向上的匀强电场SKIPIF1<0，小球偏转后打到x轴上的SKIPIF1<0点，x轴下方有匀强电场SKIPIF1<0（图中未画出），第三、四象限有垂直于纸面向外、磁感应强度大小不同的匀强磁场，小球在x轴下方做匀速圆周运动，己知第四象限匀强磁场的磁感应强度大小为SKIPIF1<0，重力加速度大小为g．（1）求x轴下方匀强电场的电场强度SKIPIF1<0；（2）求带电小球在C点的速度SKIPIF1<0；（3）若第三象限匀强磁场的磁感应强度大小为SKIPIF1<0，求粒子从C点运动到SKIPIF1<0点所用的时间。17．（2024·广东·二模）如图所示，以长方体SKIPIF1<0的SKIPIF1<0边中点SKIPIF1<0为坐标原点、SKIPIF1<0方向为SKIPIF1<0轴正方向、SKIPIF1<0方向为SKIPIF1<0轴正方向、SKIPIF1<0方向为SKIPIF1<0轴正方向建立SKIPIF1<0坐标系，已知SKIPIF1<0。长方体中存在沿SKIPIF1<0轴负方向的匀强磁场，现有质量为SKIPIF1<0、电荷量为SKIPIF1<0的带正电粒子（不计重力）．从SKIPIF1<0点沿SKIPIF1<0轴正方向以初速度SKIPIF1<0射入磁场中，恰好从SKIPIF1<0点射出磁场。（1）求磁场的磁感应强度SKIPIF1<0的大小；（2）若在长方体中加上沿SKIPIF1<0轴负方向的匀强电场，让粒子仍从SKIPIF1<0点沿SKIPIF1<0轴正方向以初速度SKIPIF1<0射入磁场中，为使粒子能从SKIPIF1<0点射出磁场，求电场强度SKIPIF1<0的大小；（3）若在长方体中加上电场强度大小为SKIPIF1<0、方向沿SKIPIF1<0轴负方向的匀强电场，让该粒子仍从SKIPIF1<0点沿SKIPIF1<0轴正方向以初速度SKIPIF1<0射入磁场中，求粒子射出磁场时与SKIPIF1<0点的距离SKIPIF1<0。18．（2024·湖北武汉·一模）如图，在SKIPIF1<0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，在SKIPIF1<0的区域存在方向垂直于SKIPIF1<0平面向里的匀强磁场。一个氕核和一个氚核先后从x轴上P、Q两点射出，速度大小分别为SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。速度方向与x轴正方向的夹角均为SKIPIF1<0，一段时间后，氕核和氚核同时沿平行x轴方向到达y轴上的M点（图中未画出），并立即发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。已知Q点坐标为SKIPIF1<0，不计粒子重力及粒子间的静电力作用，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，求：（1）P点的横坐标。（2）匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B大小之比。（3）氕核和氚核碰撞后再次到达y轴上时的坐标点相隔的距离。19．（2024·河南濮阳·一模）如图所示，在xOy坐标系中，有沿x轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向外的匀强磁场，电场强度大小SKIPIF1<0磁感应强度大小为SKIPIF1<0。在坐标平面内的某点沿某方向射出一质量为SKIPIF1<0电荷量为SKIPIF1<0的带正电微粒，微粒恰能在xOy坐标平面内做直线运动，且运动轨迹经过O点。已知y轴正方向竖直向上，重力加速度g取SKIPIF1<0，求：（1）微粒发射的速度大小和方向；（2）微粒到达O点时撤去磁场，当微粒的速度沿竖直方向时，微粒的位置坐标是多少；（3）在（2）问中，当微粒速度沿竖直方向时，再加上原磁场同时撤去电场，此后微粒运动的轨迹离x轴的最大距离为多少（结果可用根号表示）。20．（2024·河南·二模）如图所示，开口向下的SKIPIF1<0光滑绝缘圆形轨道BCD处于水平向右的匀强电场中，SKIPIF1<0为最高点、SKIPIF1<0为圆心，OB与CO的延长线的夹角为SKIPIF1<0，经过SKIPIF1<0点的水平线下方的电场区域中还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为SKIPIF1<0。一个质量为SKIPIF1<0，电荷量为SKIPIF1<0的微粒沿直线AB运动，恰好在B点无碰撞地进入圆形轨道，重力加速度为SKIPIF1<0。求：（1）微粒的电性及电场强度SKIPIF1<0的大小；（2）要使微粒能够沿轨道到达SKIPIF1<0点，圆形轨道的半径需要满足的条件；（3）在第（2）问的条件下，微粒经过SKIPIF1<0点时，对轨道压力的最小值。21．（2024·贵州安顺·二模）如图所示，在xOy平面的第一象限内有半径为R的圆形区域，该区域内有一匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。已知圆形区域的圆心为SKIPIF1<0，其边界与x轴、y轴分别相切于P、Q点。位于P处的质子源均匀地向纸面内以大小为v的相同速率发射质量为m、电荷量为e的质子，且质子初速度的方向被限定在SKIPIF1<0两侧与SKIPIF1<0的夹角均为SKIPIF1<0的范围内。第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在x轴（SKIPIF1<0）的某区间范围内放置质子接收装置MN。已知沿SKIPIF1<0方向射入磁场的质子恰好从Q点垂直y轴射入匀强电场，不计质子受到的重力和质子间的相互作用力。（1）求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度大小B；（2）求y轴正方向上有质子射出的区域范围；（3）若要求质子源发出的所有质子均被接收装置MN接收，求接收装置MN的最短长度x。22．（2024·河北·一模）如图所示，竖直虚线的左侧有水平向左的匀强电场，右侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，比荷为k的负粒子甲由电场中的M点无初速释放，由O点进入磁场，OM在一条直线上，经过一段时间与静止在N点的不带电粒子乙发生无能量损失的碰撞，碰后两粒子的电荷量均分。已知粒子乙的质量为粒子甲质量的SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，N到两虚线的距离均为L。忽略粒子的重力以及碰后粒子间的相互作用。（1）求竖直虚线左侧电场强度的大小；（2）若粒子甲、乙碰后的瞬间，立即将粒子乙拿走，求粒子甲从释放到第四次通过竖直虚线时到O点的距离。23．（2024·湖北·一模）如图所示，在真空坐标系xOy中，第二象限内有边界互相平行且宽度均为d的六个区域，交替分布着方向竖直向下的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场，调节电场和磁场大小，可以控制飞出的带电粒子的速度大小及方向。现将质量为：m、电荷量为q的带正电粒子在边界P处由静止释放，粒子恰好以速度大小为SKIPIF1<0、方向与y轴负方向的夹角为SKIPIF1<0从坐标原点O进入SKIPIF1<0区域，SKIPIF1<0区域存在磁感应强度大小SKIPIF1<0、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场，不计粒子重力。求：（1）第二象限中电场强度大小SKIPIF1<0与磁感应强度大小SKIPIF1<0的比值；（2）粒子从坐标原点O第1次经过x轴到第2次经过x轴的时间。24．（2024·吉林白城·一模）为探测射线，威耳逊曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹。某研究小组设计了电场和磁场分布如图所示，直角坐标系xOy平面内，第一、二象限分别存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿y轴正方向的匀强电场E，E、B大小均未知。质量为m、电荷量为-q的粒子从x轴负半轴M点与x轴正方向成60°射入电场，经电场偏转后以速度v0（v0已知）从点P（0，d）垂直y轴进入磁场，最后从N点与x轴正方向成60°射出磁场，不计粒子重力。（1）求电场强度E的大小；

（2）求磁感应强度B的大小；（3）若粒子在磁场中受到与速度大小成正比的阻力f＝kv（k为已知常量），观察发现该粒子轨迹呈螺旋状，且粒子恰好从Q点（图中未标出）垂直x轴射出磁场，求粒子由P点运动到Q点的时间t。25．（2024·四川广安·二模）如图，在y>a区域有方向沿y轴负方向的匀强电场，y<a区域有方向垂直xOy平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。t=0时刻，质量为m的甲粒子从SKIPIF1<