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如图所示的坐标系xOy,在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面(纸面)向里的匀强磁场,在第四象限存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场的场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电小球,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限.然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求:
(1)小球到达P2点时速度的大小和方向;
(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小;
(3)小球在第四象限空间中速率将怎样变化(回答结论,不必解释).

【答案】分析:(1)根据平抛运动的分位移和分速度公式列方程联立求解即可;
(2)小球做匀速圆周运动,电场力和重力平衡,洛伦兹力提供向心力,根据平衡条件和牛顿第二定律并结合几何关系列式求解即可;
(3)判断出合力的方向和初速度的方向后,根据功能关系进行分析即可.
解答:解:(1)如图带电小球从P1到P2点,由平抛运动规律得

…①
…②
vy=gt…③
…④
求出 …⑤
方向与x轴负方向成θ=45°角    
即为球到达P2点时速度的大小,与x轴负方向成θ=45°角斜向左下方.
(2)带电小球从P2到P3,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供向心力得
qE=mg…⑥
…⑦(2分)
由几何关系得(2R)2=(2h)2+(2h)2…⑧
由⑥解得   E=…(1分)
联立⑤⑦⑧式得B=
即第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小为.
(3)电场力向下,重力也向下,即合力向下,为恒定的力,进入第四象限时速度斜向右上方;
故速率先减小后增大.
点评:本题关键分析清楚小球的运动规律,然后分别对各个过程运用平抛运动的分位移和分速度公式、平衡条件、牛顿第二定律等规律列式求解.
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(1)小球到达P2点时速度的大小和方向;
(2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小;
(3)小球在第四象限空间中速率将怎样变化(回答结论,不必解释).

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2
3
3
L).有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电 场区域,经过B点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点 (图中未画出)运动到坐标原点O.不计重力.求:
(1)粒子在B点的速度vB是多大?
(2)C点与O点的距离xc是多大?
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(1)求从粒子源射出的粒子速率v0.
(2)若在M、N之间加上水平向有的匀强电场,场强大小E=
3qdB22m
,则感光板p上被粒子打中区域的长度多大?

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(1)粒子在B点的速度vB是多大?

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