如图所示,在平面直角坐标系xoy的第四象限内有一个固定的正点电荷,电荷量Q=9.0×10-4C,一质量为m=4.5×10

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  • 解题思路:(1)首先要画出带电粒子运动的轨迹,由几何关系找出个物理量之间的关系,即可求得圆周运动的半径;

    (2)根据电场力提供向心力,结合库仑定律即可求出初速度的大小;

    (3)根据运动的轨迹结合几何关系即可求出粒子在第四象限内的时间.

    (1)如图画出粒子运动的轨迹,则:

    则:r+rsin30°=OP

    所以:r=20cm=0.2m

    (2)粒子受到 的库仑力提供向心力,则:[kqQ

    r2=

    mv2/r]

    所以:v=

    kqQ

    mr=

    9.0×109×1.6×10−11×9.0×10−4

    4.5×10−10×0.2=1.2×103m/s

    (3)由图可得,粒子的轨迹中的BP之间是在第三象限,根据圆的对称性可知∠BOP=60°,所以在一个周期内,带电粒子由P点进入在第四象限内运动的时间是:

    t=

    360°−60°

    360°T=

    5

    6T

    粒子运动的周期:T=

    2πr

    v=

    2×3.14×0.2

    1.2×103s=1.05×10−3s

    所以:t=1.05×10−3×

    5

    6=8.75×10−4s

    答:(1)带电粒子作圆周运动的半径r是0.2m;(2)带电粒子从P点射入时初速度V的大小是1.2×103m/s;(3)在一个周期内,带电粒子由P点进入在第四象限内运动的时间8.75×10-4s.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: 本题主要结合圆周运动考查带电粒子的在电场中的运动,关键是能把运动的轨迹画出,利用好几何关系求解.