(2014•昭通模拟)如图所示的平面直角坐标系xOy,在第一象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向;在第四象限的

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  • 解题思路:(1)粒子在电场中做类平抛运动,水平位移和竖直位移均已知,由牛顿第二定律和运动学公式,运用运动的分解法可求出场强大小E.

    (2)由速度的合成法求出粒子到达a点时速度大小和方向,由几何知识确定粒子经过a点时的方向.

    (3)粒子在磁场中做匀速圆周运动.粒子经过磁场后要能到达y轴上,且速度与y轴负方向成45°角,必须从ab边上射出磁场,从b点射出磁场时轨迹半径最大,对应的B最小,画出轨迹,根据几何关系求出轨迹半径,再由牛顿第二定律求出B的值.

    (1)粒子带正电

    带电粒子在电场中做类平抛运动,设粒子在电场中运动的时间为t,则有

    x=v0t=2h

    y=[1/2]at2

    qE=ma

    联立以上各式解得:E=

    m

    v20

    2qh

    (2)粒子到达a点时沿y轴方向的分速度为vy=at=v0

    所以v=

    v2x+

    v2y=

    v20+

    v20=

    2v0,

    方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角.

    (3)粒子在磁场中运动时,有qvB=m

    v2

    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.

    答:(1)粒子带正电,电场强度E的大小是

    m

    v20

    2qh;(2)粒子到达a点时速度的大小是

    2v方向与x轴成45°角;(3)abcd区域内磁场的磁感应强度B的最小值

    2mv0

    qL.

    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: 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.

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