(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,速度为V0的带电粒子(不

◎ 题目

(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,速度为V0的带电粒子(不计重力).它与+x方向成45°角进入第4象限。

(1)电场强度的大小?
(2)若有一长略大于3a的绝缘弹性板放在x轴上,且中点与坐标原点重合,问磁感应强度多少时,粒子与薄板弹性碰撞后(即碰撞前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变,方向相反)可再次从第2象限直接回到P点?

◎ 答案

◎ 解析

(1)(2)
试题分析:(1)由能量守恒定律可得:
     

(2)电荷要回到P点,轨迹必须满足对称性,由对称性可得:
电荷的回旋半径r必须满足:

同时为了保证电荷能够与绝缘板碰撞,回旋半径的最小值必须满足:


又:
点评:本题难度较大,在电场中应用动能定理不难求得场强大小,但进入磁场后粒子的运动轨迹如何还要判断初速度方向,能够明确回旋半径的最小值是解决本题的关键

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图,在3、4象限有垂直纸面向外的匀强磁场,在1、2象限有竖直向下的匀强电场。现从y轴上的P点(其坐标为(0,a))水平向右发射一质量为m,电量为q,速度为V0的带电粒子(不…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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