(2014•葫芦岛二模)如图甲所示,直角坐标系xOy,在边长为a的等边三角形ABC(BC在y轴上,O为BC的中点)区域内

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  • 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.