解题思路:(1)粒子在偏转电场中仅受竖直向下的电场力,做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零匀加速直线运动,可以解出电场强度与运动的时间;
(2)解出粒子离开电场时的速度方向即粒子进入磁场的速度方向,做出运动轨迹图,解出粒子进入磁场和离开磁场两位置间的距离;根据几何关系解出转过的圆心角即可得到粒子在磁场中的运动时间.
(3)根据题目的要求做出粒子从de边射出的临界条件的轨迹,结合牛顿第二定律,即可求解.
(1)粒子在偏转电场中仅受竖直向下的电场力,做类平抛运动,
水平方向做匀速直线运动:L=v0t1
竖直方向做初速度为零匀加速直线运动:[l/2=
1
2a
t21]
a=
qE
m
整理得:E=
m
v20
ql,t=
l
v0
(2)粒子离开电场时的末速度可以分解为水平分速度v0与竖直分速度vy,设v与v0之间的夹角为θ
则:tanθ=
vy
v0=
at1
v0
v=
v0
cosθ
解得:θ=
π
4
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,垂直于ef边界射出磁场是的丶轨迹如图.由几何关系知:
rsinθ=l
粒子经过磁场区域的时间:t2=
rθ
v
粒子通过电磁场的总时间:t=t1+t2=(1+
π
4)
l
v0
(3)档粒子运动的轨迹与ef相切时,根据几何关系得:
r1sinθ+r1=l
根据牛顿第二定律得:qvB1=
mv2
r1
解得:B1=(1+
2)
mv0
ql
当粒子与边界de相切时,根据几何关系得:r1sinθ+r1=[1/2]l
根据牛顿第二定律得:qvB2=
mv2
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: 本题主要考查了带电粒子在组合场中运动的问题,要求同学们能正确分析粒子的受力情况,再通过受力情况分析粒子的运动情况,熟练掌握圆周运动及平抛运动的基本公式,难度偏难.