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精英家教网如图所示的直角坐标系中,在y≥0的区域有一垂直于xoy平面的匀强磁场,在第四象限内有一平行于x轴方向的匀强电场.现使一个质量为m,电荷为+q的带电粒子,从坐标原点O以速度v0沿着y轴力向射入匀强磁场,带电粒子从P(x,0)点射出磁场又从Q(0,-y)点射出匀强电场,射出电场时粒子速度跟y轴夹角120°.(不计粒子重力)求:
(1)带电粒子从O点射入磁场,到达P(x,0)点经历的时间
(2)匀强电场的场强和匀强磁场磁感应强度大小的比值.
分析:(1)先分析带电粒子的运动情况:带电粒子从原点射入匀强磁场做匀速圆周运动,由左手定则判断出磁场方向.粒子转过半周后进入电场做类平抛运动.磁场中圆周运动的直径等于x,由圆周运动公式t=
s
v
即可求出时间.
(2)根据磁场中圆周运动半径公式R=
mv
qB
可求出磁感应强度B.在电场中,将速度分解,运用牛顿第二定律和速度公式结合可求出电场强度,即可求出场强和磁感应强度大小的比值.
解答:解:(1)带电粒子从原点射入匀强磁场,在垂直于磁场的xoy平面内做匀速圆周运动,由左手定则判断磁场的方向垂直于xoy平面指向纸外.
从粒子进入电场受力作用而速度偏高分析判断:电场强度方向是平行x轴,沿x轴负方向.
.
OP
距离应是带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的轨迹直径,从O到P经过半个周期,如图所示.即:
  
.
OP
=x=2R   ①
而轨迹半径  R=
mv
Bq
    ②
解出  B=
2mv
xq
  ③
粒子在磁场中运动的时间为
  t=
T
2
=
πm
Bq
=
πx
2v0
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(2)带电粒子以v(大小等于v0的大小)垂直射入匀强电场,受电场力作用而做曲线运动,(相当于平抛运动轨迹)
设匀强电场的场强大小为E,粒子射出电场的速度为V,则V=
v
2
x
+
v
2
y
   ⑤
     vx=
Eq
m
t
  ⑥
     vx=v     ⑦
 
.
OQ
=y=vt    ⑧
射出电场时V与y轴夹角120°,即与-y夹角60°
   tan60°=
vx
vy
   ⑨
由⑤、⑥、⑦、⑧、⑨解出  E=
3
m
v
2
0
yq
   
∴
E
B
=
3
xv0
2y

答:
(1)带电粒子从O点射入磁场,到达P(x,0)点经历的时间为
πx
2v0
.
(2)匀强电场的场强和匀强磁场磁感应强度大小的比值为
3
xv0
2y
.
点评:本题是带电粒子在复合场中运动的类型,磁场中画轨迹,电场中运动分解都是常规方法.
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某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点.其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s,试完成下面问题.

(1)根据打点计时器打出的纸带,我们可以直接得到的物理量是
A
A
.
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瞬时速度/m?s-1 v1 v2 v3 v4 v5
数值 0.165 0.214 0.263 0.363
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0.495
0.495
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2
3
3
L).有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域,经过M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M点的速度v′;
(2)C点与O点的距离xc;
(3)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值.

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(1)求电场强度E的大小
(2)在AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向穿过y轴
(3)若从A点射入的粒子,恰能垂直返回x=-2L的线上,求匀强磁场的磁感应强度.

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精英家教网空间中有一匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系o-xyz,M,N为电场中的两个点.M点坐标为(0,-a,0),N点坐标为(
2
2
a,0,
2
2
a).已知电场强度大小为E,方向平行于平面xoy,且于x轴正方向夹角为45°,现将一电量为+q的试探电荷由M点沿某一路径移至N点,在此过程中,电场力做的功为(  )
A、
6
2
qEa
B、2qEa
C、(
2
+1
2
)qEa
D、(
3+2
2
2
)qEa

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