题目内容

如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限有沿-y方向的匀强电场,第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场.现有一质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3l,l)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向夹角为45°,求:

(1)粒子从O点射出时的速度v;
(2)电场强度E的大小;
(3)粒子从P点运动到O点所用的时间.

(1)(2)(3)

解析试题分析:带电粒子在电场中做类平抛运动,进入磁场后做匀速圆周运动,最终由O点射出.(如图)

(1) 根据对称性可知,粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等,均为v,方向与-x轴方向成45°角,则有 
vcos45°=v0       (2分)    解得    (1分)
(2)在P到Q过程中,由动能定理得
     (2分)    解得E=    (2分)
(3)设粒子在电场中运动的时间为t1,则     (2分)
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由几何关系得
      (1分)
  (1分)
粒子在磁场中的运动时间为                 (1分)
由以上各式联立求得粒子在由P到O过程中的总时间为    
考点:本题考查带电粒子在复合场中的运动,
点评:综合性较强,对学生能力的要求较高,关键要理清带电粒子的运动规律.

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