解题思路:(1)在第四象限,带电小球恰好做匀速圆周运动,重力和电场力平衡,洛伦兹力提供向心力;
(2)从A到B过程是平抛运动,根据平抛运动的分运动公式列式求解B点的速度大小和方向;根据洛伦兹力提供向心力确定圆心,然后结合几何关系得到半径,再根据牛顿第二定律列式求解磁感应强度;
(3)圆轨迹与y轴相切,先确定圆心,结合几何关系得到半径,再根据牛顿第二定律列式.求解
(1)在第四象限,小球做匀速圆周运动,有:
qE=mg
得:E=[mg/q]
又q<0,故电场强度的方向竖直向下.
(2)设小球做平抛运动的时间为t0,初速度大小为v0,过B点时速度的大小为v,沿y轴方向的分速度的大小为vy,速度与x轴正方向间的夹角为θ,则由运动公式可得:
竖直分位移:l=[1/2]gt02
水平分位移:2l=v0t0
竖直分速度:vy=gt0
合速度:v=
v02+v02
其中:tanθ=
vy
v0
联立解得:v=2
gl,θ=45°
设粒子在第四象限做圆周运动的半径为r,运动轨迹如图中①所示,由几何关系知,BC为直径,得:
r1=
2l
由牛顿第二定律,得:qvB0=m
v2
r
联立解得B0=[m/q]
2g
l.
(3)结合已知条件,可得小球运动的轨迹如图中②所示,由几何知识得:
2
2
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: 本题关键是明确小球的运动规律,然后分平抛运动和圆周运动分别讨论,第三问画出临界轨迹是基础.