解题思路:粒子进入电场中,在电场力作用下加速运动,由动能定理可求出出电场的速度大小及方向.当粒子进入磁场中,由洛伦兹力作用做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与几何关系可求出PQ间距.再根据运动周期公式,结合轨迹对应的圆心角,即可求解粒子从P运动到Q的时间.
(1)粒子从a板左端运动到P处,
由动能定理得:qEd=[1/2mv2−
1
2m
v20]
代入有关数据,解得:v=
2
3
3×106m/s
cosθ=
v0
v,
代入数据得θ=30°
粒子在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O,半径为r,如图.由几何关系得:
[L/2=rsin30°
又qvB=m
v2
r]
联立求得:L=
mv
qB
代入数据解得:L=5.8cm.
(2)周期T=
2πm
qB
粒子从P运动到Q的时间:t=
2θ
2πT
由以上两式代入数据解得:t=
π
6×10−7s=5.2×10−8s
答:(1)P、Q之间的距离L=5.8cm;
(2)粒子从P运动到Q的时间5.2×10-8s.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;动能定理;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型:匀速圆周运动与类平抛运动,及相关的综合分析能力,以及空间想像的能力,应用数学知识解决物理问题的能力,同时掌握牛顿第二定律与运动学公式相综合,并理解运动的半径与周期公式的应用.