Question

（2012?無(wú)錫二模）如圖所示，在光滑的水平面上有一直角坐標(biāo)系Oxy．現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=O．lkg．帶電荷量q=一2×10^-4C的微粒，從y軸正半軸上的P₁點(diǎn)以速度v₀=0.6m/s垂直于y軸射入．已知在y＞0的空間內(nèi)有與y軸方向平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在y＜0的空間內(nèi)存在方向與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．帶電微粒從P₁點(diǎn)射入電場(chǎng)后，經(jīng)坐標(biāo)（1.2，0）的P₂點(diǎn)與x軸正方向成53°角射入y＜0的空間，最后從y軸負(fù)半軸上的P₃點(diǎn)垂直于y軸射出．（已知：sin53=0.8，cos53°=0.6）求：
（1）P₁點(diǎn)的坐標(biāo)；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．

Answer 1

分析：（1）微粒從P₁點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入電場(chǎng)，做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)得基本公式即可求解．
（2）根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式及粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡即可解題；

解答：解：微粒在y＞0的空間內(nèi)做類平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過P₂ 點(diǎn)時(shí)的速度v，沿y方向的速度為v_y，則：
v=

v0

cos53°

=1m/s
v_y=vsin53°=0.8m/s
微粒從到點(diǎn)的過程，有：
t=

x

v0

=2s
a=

vy

t

=0.4m/s²；
y=

1

2

at2=0.8m
則P₁點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，0.8m）
（2）由題意可知，微粒在y＞0的空間內(nèi)受到的電場(chǎng)力的方向沿y軸的負(fù)方向，由于微粒帶負(fù)電，故電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿y軸的正方向．
由：qE=ma得：E=

ma

q

=

0.1×0.4

2×10-4

N/C=2×102N/C
（3）由題意知：微粒在y＜0的空間中以O(shè)′為圓心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里
由幾何關(guān)系得：r=O′P2=

OP2

sin53°

=1.5m
由洛倫茲力提供向心力，qvB=

mv2

r

代人數(shù)據(jù)得：B=

mv

qr

=3.3×102T
答：（1）P₁點(diǎn)的坐標(biāo)（0，0.8）；（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度2×10²N/C；（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度3.3×10²T．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題，要求同學(xué)們能正確分析粒子的受力情況，再通過受力情況分析粒子的運(yùn)動(dòng)情況，熟練掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)及平拋運(yùn)動(dòng)的基本公式，難度適中．