Question

如圖所示，在y軸的右側(cè)存在磁感應強度為B的方向垂直紙面向外的勻強磁場，在x軸的上方有一平行板式加速電場。有一薄絕緣板放置在y軸處，且與紙面垂直�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速，然后以垂直于板的方向沿直線從A處穿過絕緣板，而后從x軸上的D處以與x軸負向夾角為30°的方向進入第四象限，若在此時再施加一個電場可以使粒子沿直線到達y軸上的C點(C點在圖上未標出)。已知OD長為l，不計粒子的重力.求：

(1)粒子射入絕緣板之前的速度
(2)粒子經(jīng)過絕緣板時損失了多少動能
(3)所加電場的電場強度和帶電粒子在y軸的右側(cè)運行的總時間.

Answer 1

（1）（2）（3）

解析試題分析：（１）粒子在電場中加速由動能定理可知
            3分
解得:            1分  
（２）粒子在磁場中作圓周運動軌跡如圖由幾何關系可得軌道半徑為2l　………………2分

由             2分
解得=             １分
所以損失動能為               １分
帶入結(jié)果得                 １分
（３）粒子若作直線運動則=Eq           １分
代入數(shù)據(jù)解得E=             １分
方向與x軸正向斜向下成60°角           １分
粒子在第一象限作勻速圓周運動的時間t₁=           １分
粒子在第四象限做勻速直線運動時間t₂==           １分
粒子x軸右側(cè)運行的總時間t==           １分
考點：考查了粒子帶在電場中的運動，
點評：帶電粒子在電場中的運動，綜合了靜電場和力學的知識，分析方法和力學的分析方法基本相同．先分析受力情況再分析運動狀態(tài)和運動過程（平衡、加速、減速，直 線或曲線），然后選用恰當?shù)囊?guī)律解題．解決這類問題的基本方法有兩種，第一種利用力和運動的觀點，選用牛頓第二定律和運動學公式求解；第二種利用能量轉(zhuǎn)化 的觀點，選用動能定理和功能關系求解．