(19分)圖16為可測定比荷的某裝置的簡化示意圖，在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B＝2.0×10－3 T，在x軸上距坐標(biāo)原點L＝0.50 m的P處為粒子的入射口，在y軸上安放接收器．現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v＝3.5×104 m/s的速率從P處射入磁場，若粒子在y軸上距坐標(biāo)原點L＝0.50 m的M處被觀測到，且運動軌跡半徑恰好最小，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，不計其重力．

(1)求上述粒子的比荷；
(2)為了在M處觀測到按題設(shè)條件運動的上述粒子，第一象限內(nèi)的磁場可以局限在一個矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場區(qū)域的最小面積，并在圖中畫出該矩形．
(1) 4.9×107 C/kg(2) S＝0.25 m2

試題分析：(1)設(shè)粒子在磁場中的運動半徑為r.如圖甲所示，

依題意M、P連線即為該粒子在磁場中做勻速圓周運動的直徑，由幾何關(guān)系得r＝①
由洛倫茲力提供粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力，可得qvB＝m②
聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)解得
≈4.9×107 C/kg(或5.0×107 C/kg)③
(2)如圖乙所示，

所求的最小矩形是MM1P1P，該區(qū)域面積
S＝2r2④
聯(lián)立①④并代入數(shù)據(jù)得
S＝0.25 m2
矩形如圖乙中MM1P1P(虛線)所示
點評：難度中等，處理帶電粒子在磁場中的運動類問題時，首先應(yīng)根據(jù)洛倫茲力方向判斷運動軌跡，先找圓心，后求半徑，必要的時候要借助幾何關(guān)系求解
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（2）在不改變潛艇結(jié)構(gòu)的前提下，簡述潛艇如何轉(zhuǎn)彎？如何倒車？
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求：
(1)磁感應(yīng)強度大小和方向；
(2)適當(dāng)時候，在ｙ軸右方再加一個勻強電場就可以使質(zhì)子最終能沿ｙ軸正方向做勻速直線運動，從質(zhì)子經(jīng)過P點開始計時，再經(jīng)多長時間加這個勻強電場？電場強度的大小與方向如何?

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一帶電粒子在勻強磁場中沿著磁感線方向運動，現(xiàn)將該磁場的磁感強度增大一倍，則帶電粒子受到的洛侖茲力
A．增大兩倍B．增大一倍
C．減小一半D．依然為零

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A．向左勻速運動時，懸線豎直，T=mg
B．向左勻速運動時，懸線豎直，T＜mg
C．向右勻速運動時，懸線豎直，T=mg
D．不論是向左還是向右勻速運動，只要v的大小選擇合適，都可能使T=O

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