Question

如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b相距为d，ab间的电场强度为E，今有一带正电的粒子从a板下缘(紧贴a板)以初速度v₀竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板上的小孔进入匀强磁场，若磁场区域bc的宽度为l，磁感应强度方向垂直纸面向里，大小等于E/v₀．求粒子在磁场中运动的时间．

Answer 1

答案：
解析：

设计意图：本题考查了带电粒子在重力场与电场组成的复合场中的运动及带电粒子在重力场与磁场组成的复合场中的运动，同时也考查了学生的分析综合能力和应用所学物理知识解决实际问题的能力． 解析：由于带正电的粒子以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，竖直方向的分速度变为零，表明带电粒子所受的重力不能忽略且粒子带正电．带电粒子从a板到b板，根据动能定理，有 Eqd-mgd＝mv02-mv02                                                                                      ① 由①得： Eq＝mg                                                                                                                  ② 带电粒子在磁场中受洛伦兹力和重力作用，洛伦兹力的大小为 f洛＝qvB                                                                                                                 ③ 而B＝                                                                                                               ④ 由③④两式得： f洛＝Eq＝mg 上式表明带电粒子进入匀强磁场中后，所受的洛伦兹力与重力彼此平衡，故粒子做匀速直线运动，粒子在磁场中的运动时间为 t＝ 易错点：此题出错的主要原因是没有考虑带电粒子所受的重力．一般情况下，带电粒子的重力可以忽略不计，而带电液滴、带电小球的重力不能忽略． 答案：t＝