题目内容
（2011?信阳二模）如图所示，竖直平面上有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度E1=2500N/C，方向竖直向上；磁感应强度B=103T，方向垂直纸面向外；有一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带正电小球自O点沿与水平线成45°以v0=4m/s的速度射入复合场中，之后小球恰好从P点进入电场强度E2=2500N/C，方向水平向左的第二个匀强电场中．不计空气阻力，g取10m/s2．求：（1）O点到P点的距离s1；
（2）小球经过P点的正下方Q点时与P点的距离s2．
分析：（1）粒子在复合场中电场力和重力平衡，则只在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知粒子的半径，由几何关系可得出两点间的距离；
（2）粒子在电场中，由于重力和电场力的作用做类平抛运动，建立合适的坐标系，则可由运动的合成与分解求得两点间的距离．
（2）粒子在电场中，由于重力和电场力的作用做类平抛运动，建立合适的坐标系，则可由运动的合成与分解求得两点间的距离．
解答：解：（1）带电小球在正交的匀强电场和匀强磁场中受到重力G=mg=0.1N；
电场力F1=Eq=0.1N
即G=F1，故小球在正交的电场由A到C做匀速圆周运动．
根据牛顿第二定律可知Bqv0=m
解得：R=
=1m
由几何关系得：s1=
R=
m；
（2）带电小球在C点的速度大小仍为v0=4m/s，方向与水平方向成45°．
由于电场力F2=Eq=0.1N
与重力大小相等，方向相互垂直，
则合力的大小为F=0.1
N，方向与初速度垂直，故小球在第二个电场中作平抛运动．
建立如图所示的坐标系，沿y方向上，小球的加速度a=
=10
m/s2；
位移y=
at2
x方向上有小球的位移x=v0t
由几何关系可知：y=x
即
at2=v0t，
解得：t=0.4
s
由几何关系可知，Q到P点的距离为s2=
x=3.2m．
电场力F1=Eq=0.1N
即G=F1，故小球在正交的电场由A到C做匀速圆周运动．
根据牛顿第二定律可知Bqv0=m
| ||
| R |
解得：R=
| mv0 |
| Bq |
由几何关系得：s1=
| 2 |
| 2 |
（2）带电小球在C点的速度大小仍为v0=4m/s，方向与水平方向成45°．
由于电场力F2=Eq=0.1N
与重力大小相等，方向相互垂直，
则合力的大小为F=0.1
| 2 |
建立如图所示的坐标系，沿y方向上，小球的加速度a=
| F |
| m |
| 2 |
位移y=
| 1 |
| 2 |
x方向上有小球的位移x=v0t
由几何关系可知：y=x
即
| 1 |
| 2 |
解得：t=0.4
| 2 |
由几何关系可知，Q到P点的距离为s2=
| 2 |
点评：本题考查带电粒子在复合场中的运动，要注意当粒子在复合场中做匀速 圆周运动时，粒子受到的电场力与重力平衡．
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