解题思路:(1)粒子在电场中加速,由动能定理可以求出电场强度;
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可以求出磁感应强度;
(3)根据粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期,求出粒子的运动时间;
(4)由牛顿第二定律求出粒子的加速度,由匀变速运动的位移公式求出位移,然后求出粒子到O点的距离.
(1)粒子在电场中加速,由动能定理得:qEx0=[1/2]mv02-0,
解得电场强度:E=
m
v20
2qx0;
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,由牛顿第二定律得:qv0B=m
v20
R,
由几何关系可知圆周运动半径:R=[a/2],
联立解得磁感应强度:B=
2mv0
qa;
(3)由粒子作匀速圆周运动的几何关系可知,粒子运动周期:T=[2πR
v0,
在向里的磁场里运动时间:t1=
1/3]T,
在向外的磁场里运动时间:t2=[5/6]T,
在磁场中运动的总时间:t=t1+t2,
联立解得:t=[7aπ
6v0;
(4)粒子离开磁场进入电场,粒子逆电场方向作匀减速运动,
垂直电场方向作匀速运动,当逆电场方向速度减为零用时t0,此时粒子速度最小,
逆电场方向:v0sin45°=at0 ,
由牛顿第二定律得:qE=ma,
逆电场方向位移:s1=
v0sin45°/2]t0 ,
垂直电场方向位移:s2=v0cos45°×t0 ,
速度最小时粒子离O点距离:s=
s21+
s22,
解得:s=
5
2x0 ;
答:(1)匀强电场电场强度大小为
m
v20
2qx0;
(2)匀强磁场磁感应强度大小为
2mv0
qa;
(3)粒子第一次
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题是一道力学综合题,考查了粒子在电场、磁场中的运动,分析清楚粒子运动过程是正确解题的关键,分析清楚运动过程后,应用动能定理、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.