Question

（12分）如圖所示，一個(gè)帶電的小球從P點(diǎn)自由下落，P點(diǎn)距場(chǎng)區(qū)邊界MN高為h，邊界MN下方有方向豎直向下、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)還有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球從邊界上的a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)與磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)后，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從邊界上的b點(diǎn)穿出，已知ab=L，求：

（1）小球的帶電性質(zhì)及其電荷量與質(zhì)量的比值；

（2）該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向；

（3）小球從P經(jīng)a至b時(shí)，共需時(shí)間為多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）   （3）

【解析】

試題分析：（1）重力和電場(chǎng)力平衡，電場(chǎng)力方向向上，電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下，則小球帶

負(fù)電荷（1分）

由得比荷             （2分）

（2）粒子由a到b運(yùn)動(dòng)半周，根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向?yàn)榇怪奔埫嫦蛲猓?分）                                                           

由         （1分）

      （1分）

L=2R              （1分）

聯(lián)立可得          （1分）

（3）粒子由P到a所需時(shí)間為：由得：         （1分）

粒子由a到b繞行圓周的一半，則所需時(shí)間為：      （1分）

小球從P經(jīng)a到b時(shí)，共需時(shí)間為：  （2分）

考點(diǎn)：帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

點(diǎn)評(píng)：難題。本題考查帶電粒子在重力、電、磁綜合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，綜合性較強(qiáng)，把電場(chǎng)的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)、機(jī)械能守恒等有機(jī)地結(jié)合起來，在解題時(shí)應(yīng)注重運(yùn)用動(dòng)力學(xué)的普通規(guī)律解決復(fù)合場(chǎng)中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問題．