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用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．在电离室中使纳米粒子电离后表面均匀带正电，且单位面积的电量为q．电离后，粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场、匀强磁场区域II，其中电场强度为E，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外．收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．已知纳米粒子的密度为ρ，不计纳米粒子的重力及纳米粒子间的相互作用．（V_球=

，S_球=4πr²）
（1）如果半径为r的某纳米粒子恰沿直线O₁O₃射入收集室，求该粒子的速率和粒子半径r；
（2）若半径为4r的纳米粒子进入区域II，粒子会向哪个极板偏转？计算该纳米粒子在区域II中偏转距离为l（粒子在竖直方向的偏移量）时的动能；（r视为已知）
（3）为了让半径为4r的粒子沿直线O₁O₃射入收集室，可以通过改变那些物理量来实现？提出一种具体方案．

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用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．在电离室中使纳米粒子电离后表面均匀带正电，且单位面积的电量为q．电离后，粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场、匀强磁场区域II，其中电场强度为E，磁感应强度为B、方向垂直纸面向外．收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．已知纳米粒子的密度为ρ，不计纳米粒子的重力及纳米粒子间的相互作用．（V_球=，S_球=4πr²）
（1）如果半径为r的某纳米粒子恰沿直线O₁O₃射入收集室，求该粒子的速率和粒子半径r；
（2）若半径为4r的纳米粒子进入区域II，粒子会向哪个极板偏转？计算该纳米粒子在区域II中偏转距离为l（粒子在竖直方向的偏移量）时的动能；（r视为已知）
（3）为了让半径为4r的粒子沿直线O₁O₃射入收集室，可以通过改变那些物理量来实现？提出一种具体方案．

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某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比。电离后粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上。实验发现：半径为r₀的粒子，其质量为m₀、电量为q₀，刚好能沿O₁O₃直线射入收集室。不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力。（球形体积和球形面积公式分别为）。求：
（1）图中区域II的电场强度Ｅ；
（2）半径为r的粒子通过O₂时的速率ｖ；
（3）试讨论半径r≠r₀的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转。

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某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比．电离后粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．实验发现：半径为r的粒子，其质量为m、电量为q，刚好能沿O₁O₃直线射入收集室．不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力．（球形体积和球形面积公式分别为V_球=πr³，S_球=4πr²）．求：

（1）图中区域II的电场强度E；
（2）半径为r的粒子通过O₂时的速率v；
（3）试讨论半径r≠r的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转．
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某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比．电离后粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．实验发现：半径为r的粒子，其质量为m、电量为q，刚好能沿O₁O₃直线射入收集室．不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力．（球形体积和球形面积公式分别为V_球=πr³，S_球=4πr²）．求：

（1）图中区域II的电场强度E；
（2）半径为r的粒子通过O₂时的速率v；
（3）试讨论半径r≠r的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转．
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某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比．电离后粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．实验发现：半径为r的粒子，其质量为m、电量为q，刚好能沿O₁O₃直线射入收集室．不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力．（球形体积和球形面积公式分别为V_球=πr³，S_球=4πr²）．求：

（1）图中区域II的电场强度E；
（2）半径为r的粒子通过O₂时的速率v；
（3）试讨论半径r≠r的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转．
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（1）图中区域II的电场强度E；
（2）半径为r的粒子通过O₂时的速率v；
（3）试讨论半径r≠r的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转．
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某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子．密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电，电量与其表面积成正比．电离后粒子缓慢通过小孔O₁进入极板间电压为U的水平加速电场区域I，再通过小孔O₂射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II，其中磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外．收集室的小孔O₃与O₁、O₂在同一条水平线上．实验发现：半径为r的粒子，其质量为m、电量为q，刚好能沿O₁O₃直线射入收集室．不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力．（球形体积和球形面积公式分别为V_球=πr³，S_球=4πr²）．求：

（1）图中区域II的电场强度E；
（2）半径为r的粒子通过O₂时的速率v；
（3）试讨论半径r≠r的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转．
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如图所示是选择密度相同、大小不同纳米粒子的一种装置。待选粒子带正电且电量与表面积成正比。待选粒子从O1进入小孔时可认为速度为零，加速电场区域Ⅰ的板间电压为U，粒子通过小孔O2射入正交的匀强电场磁场区域Ⅱ，其中磁场的磁感应强度大小为B，左右两极板间距为d。区域Ⅱ出口小孔O3与O1、O2在同一竖直线上。若半径为r0，质量为m0、电量为q0的纳米粒子刚好能沿直线通过，不计纳米粒子重力，则
A．区域Ⅱ的电场与磁场的强度比值为
B．区域Ⅱ左右两极板的电势差
C．若纳米粒子的半径r＞r0，则刚进入区域Ⅱ的粒子仍将沿直线通过
D．若纳米粒子的半径r＞r0，仍沿直线通过，则区域Ⅱ的电场与原电场强度之比为

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如图所示为一种获得高能粒子的装置．环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场．质量为m、电量为+q的粒子可在环中做半径为R的圆周运动．A、B为两块中心开有小孔的极板．原来电势都为零，每当粒子经过A板时，A板电势升高为+U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速．每当粒子离开B板时，A板的电势又降为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行的半径不变．（设极板间距远小于R）
（1）设t=0时粒子静止在A板小孔处，经电场加速后，离开B板在环开磁场中绕行，求粒子绕行第1圈时的速度v₁和磁感应强度B₁；
（2）为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行n圈所需的总时间t；
（3）在粒子绕行的整个过程中，A板电势是否可以始终保持为+U？为什么？

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（2014•盐城三模）如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场，质量为m、电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动，A、B为两块中心开有小孔的极板，原来两板间电压为零，每当粒子飞经A板时，两板间加电压U，粒子在两极板间的电场中加速，每当粒子离开时，两板间的电压又为零，粒子在电场一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变，求粒子：
（1）绕行n圈回到A板时获得的动能；
（2）第一次环形运动时磁感应强度的大小；
（3）第一次与第二次加速的时间之比．

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