解题思路:带电粒子在电场与磁场中受到的电场力与洛伦兹力平衡,当粒子在电场中做类平抛运动时,由分解成的两个简单运动可得电场强度与位移关系.当撤去电场时,粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与几何关系可求出带电粒子穿过场区的时间.
设粒子的质量为m,电量为q,速度为v0,只保留磁场穿过场区的时间为t,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R.
匀速运动时:Bqv0=Eq
T0=
l
v0
只有电场时:[1/2•
qE
m•(
1
2T0)2=
1
2l
只有磁场时:Bqv0=
m
v20
R]
联立解得:R=
l
4
带电粒子在磁场中运动了半周:t=
πm
Bq
解得:t=
π
4T0
答:该带电粒子穿过场区的时间应该是
π
4T0.
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.