1、计算题 如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限有沿-y方向的匀强电场,第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场.现有一质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3l,l)的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向夹角为45°,求:

(1)粒子从O点射出时的速度v;
(2)电场强度E的大小;
(3)粒子从P点运动到O点所用的时间.
参考答案:(1) v=
v0?(2) E=
?(3) T=t1+t2=(2+
)
本题解析:(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,进入磁场后做匀速圆周运动,最终由O点射出.(如图)

根据对称性可知,粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等,均为v,方向与-x轴方向成45°角,则有?
vcos45°=v0?(2分)?解得v=
v0?
(2)在P到Q过程中,由动能定理得
qEl=
mv2-
m
?解得E=
?
(3)设粒子在电场中运动的时间为t1,则l=
a
=
?
设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由几何关系得
=3l-v0t1?
r=
?
粒子在磁场中的运动时间为? t2=
×
?
由以上各式联立求得粒子在由P到O过程中的总时间为T=t1+t2=(2+
)
?
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程,然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化的观点,选用动能定理和功能关系求解.
本题难度:一般
2、简答题 质量为5×
kg的带电粒子以
=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央水平飞入板间,如图示,已知板长L=10cm,板间距离d=2cm,当
=1000V时,带电粒子恰好沿直线穿过板间,问粒子所带电荷的符号及量值,并计算AB间电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出(g取10m/
)

?
参考答案:
?
本题解析:


所以:
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,三维坐标系O-xyz的z轴方向竖直向上,所在空间存在沿y轴正方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为+q的小球从z轴上的A点以速度v0水平抛出,A点坐标为(0,0,l),重力加速度为g,场强
。下列说法中正确的是

[? ]
A.小球做非匀变速曲线运动
B.小球运动的轨迹所在的平面与xOy平面的夹角为45°
C.小球的轨迹与xOy平面交点的坐标为
D.小球到达xOy平面时的速度大小为
参考答案:BCD
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 如图所示,有一电子经电压U0加速后,进入两块间距为d,电压为U的平行金属板间,若电子从两板正中间射入,且正好能穿出电场,金属板的长度为?(重力忽略).
参考答案:d√2U0 /U
本题解析:略
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点.若粒子在运动中只受电场力作用。能根据此图作出正确判断的是(?)

A.带电粒子所带电荷的符号
B.粒子在a、b 两点的受力方向
C.粒子在a、b 两点何处速度大
D.a、b 两点何处电场强度大
参考答案:BCD
本题解析:带点粒子做曲线运动,合力指向曲线的内侧,沿实线向左,∵不清楚电场线的方向∴不能确定粒子带什么电;A错误,B正确。粒子由a到b力与速度夹角为钝角,所以电场力做负功。动能减小,速度减小,C正确;由电场线的疏密程度可以看出a点场强大于b电场强,D正确。
本题难度:简单