Question

（2008?揭陽(yáng)二模）如圖所示，水平放置的兩塊長(zhǎng)直平行金屬板a、b相距d=0.1m，a、b間的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=5.0×10⁵N/C，b板下方整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=6T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．今有一質(zhì)量為m=4.8×10^-25Kg、電荷量為q=1.6×10^-18C的帶正電的粒子（不計(jì)重力），從貼近a板的左端以v₀=1.0×10⁶m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，剛好從狹縫P處穿過b板而與磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后粒子回到b板的Q處（圖中未畫出）．求P、Q之間的距離L．

Answer 1

分析：粒子進(jìn)入電場(chǎng)中，在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可求出出電場(chǎng)的速度大小及方向．當(dāng)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中，由洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律與幾何關(guān)系可求出PQ間距．

解答：解：粒子a板左端運(yùn)動(dòng)到P處，由動(dòng)能定理得qEd=

1

2

mv2-

1

2

mv02
代入有關(guān)數(shù)據(jù)，解得v=

2 3

3

×106m/s
cosθ=

v0

v

，代入數(shù)據(jù)得θ=30°
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O，半徑為r，
如圖，由幾何關(guān)系得

L

2

=rsin30°，又qvB=m

v2

r

聯(lián)立求得L=

mv

qB

代入有關(guān)數(shù)據(jù)得L=5.8cm

點(diǎn)評(píng)：本題考查帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中兩運(yùn)動(dòng)模型：勻速圓周運(yùn)動(dòng)與類平拋運(yùn)動(dòng)，及相關(guān)的綜合分析能力，以及空間想像的能力，應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力．