解题思路:粒子在电场中做类平抛运动,根据平抛运动规律可求解;
粒子在进入磁场时的速度根据(1)可求解,粒子在磁场中受洛伦兹力作用做圆周运动,根据几何关系可求得半径r,从而可求磁场强度;
分段求出粒子在电场、磁场中、及出磁场后的时间,三段时间之和即为所求总时间.
(1)设粒子在电场中运动的时间为t,则有:x=v0t=2h
y=
1
2at2=h
qE=ma
联立以上各式可得:E=
m
v20
2qh
(2)粒子到达a点时沿负y方向的分速度为:vy=at=v0
所以v=
v20+
v2y=
2v0,方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角
粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,故qvB=
mv2
r
当粒子从b点射出时,磁场的磁感应强度为最小值,
此时有:r=
2
2L,所以:B=
2mv0
qL
(3)由(1)中粒子在第一象限中运动时间t1=
2h
v0
粒子进入磁场中做圆周运动圆心角α=
π
2(如图)
运动时间:t2=
α
2πT=
πm
2qB
粒子出磁场后做匀速直线运动,时间:t3=
2
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在混合场中的运动.
考点点评: 带电粒子在电磁场中的运动要注意分析过程,并结合各过程中涉及到的运动规律采用合理的物理规律求解.