解题思路:(1)粒子经电场偏转后,沿着与X正方向成30°进入磁场,根据速度的方向结合平行四边形定则求出速度的大小,通过动能定理求出P点离坐标原点O的距离h.
(2)粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中做匀速圆周运动,结合在电场中竖直方向上的分速度求出在电场中的运动时间,根据几何关系求出在磁场中运动的圆心角,结合周期公式求出粒子在磁场中的运动时间,从而得出粒子从P点出发到粒子第一次离开磁场时所用的时间.
(3)粒子进磁场和出磁场的速度方向与x轴的夹角相等,磁感应强度变化,轨道半径随着变化,出射点的位置随着变化,出磁场后做匀速直线运动,可以返回出发点P.
(1)由几何关系得:vy=
3
3v0.
v=
2
3
3v0
根据动能定理得:qEh=
1
2mv2−
1
2mv02
联立解得:h=
mv02
6qE.
(2)在电场中运动的时间t1=
vy
a
加速度a=[qE/m]
解得t1=
3mv0
3qE
在磁场中运行的时间,由几何关系知:t2=
5
6T
而周期T=[2πm/qB]
则t2=
5πm
3qB
所以共用时间t=t1+t2=
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;向心力;动能定理的应用;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题考查了带电粒子在电场中和磁场中的运动,知道粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中做圆周运动,结合运动学公式灵活求解.