高中物理試題

如圖所示，在X>0，Y>0的空間中存在兩個以水平面MN為界，磁感應強度大小均為B，方向相反的勻強磁場。壹根上端開口、內壁光滑的絕緣細管，長為L，其底部有壹質量為m、電量為+q的粒子。在水平外力作用下，保持細管始終平行於Y軸，沿X方向以速度 勻速向右運動，且 ，不計粒子的重力。求：

（1）細管剛進入磁場時，粒子運動的加速度大小、方向；

（2）維持細管始終平行於Y軸向右勻速運動的過程中，水平外力所做的功；

（3）粒子第壹次到達運動軌跡最高點的位置坐標。

1）以粒子為研究對象，粒子剛進入磁場

(1分)

(1分)

沿 方向 (1分)

(2)以小車為研究對象，粒子離開玻璃管前，在管中豎直方向做勻加速直線運動，水平方向做勻速運動，設粒子在管中豎直方向做加速運動的加速度 ，粒子運動到管口時，粒子在豎直方向的分速為 ，則

在豎直方向

(1分)

可解得 (1分)

粒子離開玻璃管口時的速度 (1分)

速度方向與MN成45°角

粒子從x=0位置到第2次從上向下經過水平面MN過程中，外力所做的功，有功能

關系 (1分)

可得 (1分)

（3）粒子離開管口後，在磁場中做勻速圓周運動

在磁場中

(1分)

粒子在管中運動的時間

粒子在管中運動的過程中發生的水平位移

(1分)

軌跡最高點的位置坐標： (1分)

(1分)