题目内容
（19分）如图所示，平面直角坐标系的y轴竖直向上，x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称，距离为2a。有一簇质量为m、带电量为+q的带电微粒，在xoy平面内，从P点以相同的速率斜向右上方的各个方向射出（即与x轴正方向的夹角θ，0°＜θ＜90°），经过某一个垂直于xoy平面向外、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场区域后，最终会聚到Q点，这些微粒的运动轨迹关于y轴对称。为使微粒的速率保持不变，需要在微粒的运动空间再施加一个匀强电场。重力加速度为g。求：
（1）匀强电场场强E的大小和方向；
（2）若一个与x轴正方向成30°角射出的微粒在磁场中运动的轨道半径也为a，求微粒从P点运动到Q点的时间t；
（3）若微粒从P点射出时的速率为v，试推导微粒在x＞0的区域中飞出磁场的位置坐标x与y之间的关系式。
（1）
，方向竖直向上 （2）
（3）
解析试题分析：所示，设微粒飞出磁场位置为C，在磁场中运动的轨道半径为r，根据牛顿定律和几何关系可得：（1）由题意知，要保证微粒的速率不变，则微粒所受电场力与重力平衡：
①
解得：， ②
方向竖直向上。 ③
（2）设A、C分别为微粒在磁场中运动的射入点和射出点，根据题意画出微粒的运动轨迹如图所示。
④
根据几何关系可得：
⑤
⑥
设微粒运动的速率为v，由牛顿定律：
⑦
微粒从P点运动到Q运动的路程为s，则：
⑧
⑨
联解⑤⑥⑦⑧⑨得： ⑩
（3）根据题意作出粒子在x>0区域内的运动示意如图
?
?
?
联解???得： ?
考点： 带电粒子在复合场中的运动 共点力平衡 牛顿第二定律
阅读快车系列答案
的足够长固定光滑斜面底端有一与斜面垂直的挡板M，物块A、B之间用一与斜面平行的轻质弹簧连接且静止在斜面上。现用外力沿斜面向下缓慢推动物块B，当弹簧具有5J的弹性势能时撤去推力，释放物块B 。已知物块A、B的质量分别为5kg和10kg，弹簧的弹性势能的表达式为
，其中弹簧的劲度系数为k=1000N/m，x为弹簧的形变量，g=10m/s2。求
（如图乙），则
kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m＝
kg的小球相连，今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝
N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g＝10m/s2，求：
，塔基宽度为d。相邻铁塔间输电线的长度为L，其单位长度的质量为
，输电线顶端的切线与竖直方向成
角。已知冰的密度为
，设冰层均匀包裹输电线上，且冰层的横截面为圆形，其半径为R(输电线的半径可忽略)
