题目内容
如图4所示，在直角坐标系xOy内，有一质量为m、电荷量为+q的电荷从原点O沿y轴正方向以初速度v0出发，电荷重力不计.现要求该电荷能通过点P(a，－b)，试设计在电荷运动的空间范围内加上“电场”后并运用物理知识求解的一种简单、常规的方案.
图4
(1)说明电荷由O到P的运动性质并在图中绘出电荷的运动轨迹；
(2)用必要的运算说明你设计的方案中相关物理量的表达式.(用题设已知条件和有关常数)
解析：（1）电荷从坐标原点出发到到达x轴下方P点，且要求设计的是一种简单、常规的方案，所以不能设计成运动过程是分几段分别加不同的电场，而常规的直线运动和抛体运动也行不通.故从电场入手，可以回忆学过的几种电场线图、等势线图，得出在点电荷电场中做匀速圆周运动较适宜.
（2）在x轴上O′点固定一带负电的点电荷Q，使电荷(m，q)绕O′从O在库仑力作用下到P做匀速圆周运动，其轨道半径为R，电荷运动轨迹如图5所示.
图5
由图示几何关系知
答案：（1）略 （2）在x轴上点
处放置电荷量
的负电荷
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