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计算题

（16分）如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B = 4.0×10^-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E = 4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d = 2m。一质量m = 6.4×10^-27kg、电荷量q =‑-3.2×10^‑19C的带电粒子从P点以速度v = 4×10⁴m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力。求：

⑴带电粒子在磁场中运动时间；
⑵当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；
⑶若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。

本题信息：物理计算题难度一般来源:未知
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本试题 “（16分）如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P...” 主要考查您对
带电粒子在电场中的偏转
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带电粒子在电场中的偏转

带电粒子在匀强电场中的偏转:

(1)运动状态分析：带电粒子以速度v0沿垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向垂直的电场力作用而做匀变速曲线运动，如图所示。

(2)处理方法：类似于平抛运动的处理，应用运动的合成与分解的方法。沿初速度方向上做速度为v₀的匀速直线运动，垂直于初速度方向上做初速度为零的匀加速直线运动。
(3)所涉及的方程及结论
①加速度
②运动时间
a．能飞出极板间时，
b．打在极板上时，
③侧移量
a．离开电场时，
结合加速电场U₀时，由有即先加速再偏转时侧移量与粒子的比荷无关：
b．打在极板上时，此时
④偏转角

结合加速电场时，由有
即先加速再偏转时偏转角也与粒子的比荷无关。另外，当粒子飞出极板间时，结合tanθ与y的表达式有：
即粒子飞出偏转电场时，速度反向延长线交水平位移的中点l／2处，粒子就像是从极板间l／2处沿直线射出一样。

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