如图在直角坐标XOY的第一象限内有竖直向下的匀强电场E=0.5V/m，垂直纸面向里的边界与X轴平行的匀强磁场B=0.4T，一开口向上光滑绝缘圆筒内有一内径略小的带正电小球m=1kg，q=+10C，圆筒的长度与匀强磁场的宽度相等，由O点开始，圆筒向右以v0=5m/s匀速直线运动，经过一段时间，圆筒运动到P点(P在磁场上边界)时小球恰好滑出筒口并且有了与X轴正向夹角θ=600斜向上的速度，之后小球在电场中运动，重力加速度取10m/s2求：小球再次回到与P点等高时的坐标值？
（
，2.5）
本题涉及的是带电粒子在复合场中的动态分析问题，考查了重力、电场力、洛仑兹力、受力分析、牛顿第二定律、平衡条件等知识。这类问题的关键在于通过受力分析、运动过程的分析，找出临界状态及临界条件进行求解。
根据题易分析圆筒在到达P点之前，小球在竖直方向上受mg=10N(向下)，Eq=5N(向下)，qv0B=20N(向上)，三者合力向上，其做初速度为零的匀加速直线运动，水平方向上小球受力始终是平衡的，做速度为v0的匀速直线运动。到达P点时，小球合运动的速度方向是斜向上的。进入电场中，小球的受力情况是mg=10N(向下)，Eq=5N(向下)，二者合力是恒力，方向是竖直向下的，因此可以判断小球在重力场和电场的复合场中作斜上抛运动，之后逐渐回到磁场上边界。
小球在竖直方向上做匀加速直线运动qv0B－mg－Eq=ma1，则a1=5m/s2。
经过t1时间到P点，有X1=vot1 ，Y1=a1t12/2，
P点，小球的水平分速度为vx=v0，
竖直分速度vy=v0tanθ=
，
则t1=vy/a1=1s，整理得X1=5m，Y1=2.5m。
小球完全进入电场中有水平以vx作匀速直线运动，竖直方向以初速度vy做类竖直上抛运动
X2=2v0t2
mg+Eq=ma2
t2=vy/a2
整理得X2=
m。
所以P点的坐标为：
Xp=X1+X2=()m
Yp=Y1=2.5m。
巧学巧练系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
（2013?怀化二模）如图所示，在直角坐标xOy平面y轴左侧（含y轴）有一沿y轴负向的匀强电场，一质量为m，电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度ν0沿x轴正向进入电场，从y轴上Q点离开电场时速度变为2ν0，Q点坐标为（0，-d），在y轴右侧有一与坐标平面垂直的矩形匀强磁场区域（图中未画出，粒子过Q点继续运动一段距离后才进入磁场区域），磁场磁感应强度大小B=| mv0 | qd |
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源： 题型：
如图所示，在直角坐标xOy平面y轴左侧（含y轴）有一沿y轴负向的匀强电场，一质量为m，电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度v0沿x轴正向进入电场，从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负向夹角θ=30°，Q点坐标为（0，-d），在y轴右侧有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场区域（图中未画出），磁场磁感应强度大小B=| mv0 | qd |
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源：2014届陕西西安长安区第一中学高三上第二次检测物理试卷（解析版） 题型：计算题
（20分）如图所示，在直角坐标xOy平面y轴左侧（含y轴）有一沿y轴负向的匀强电场，一质量为m，电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度
沿x轴正向进入电场，从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负向夹角
，Q点坐标为（0，-d），在y轴右侧有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场区域（图中未画出），磁场磁感应强度大小
，粒子能从坐标原点O沿x轴负向再进入电场．不计粒子重力，求：
（1）电场强度大小E；
（2）如果有界匀强磁场区域为半圆形，求磁场区域的最小面积；
（3）粒子从P点运动到O点的总时间．
查看答案和解析>>
科目：高中物理 来源：2011年江西省南昌市高三12月调研物理卷 题型：计算题
如图所示，在直角坐标xoy内，在第1象限的区域I内存在垂直于纸面向外宽度为d的匀强磁场，区域Ⅱ内存在垂直于纸面向里宽度为
的匀强磁场；在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场，一质量为m带电量为+q的带电粒子从电场中的坐标为（-2h，
）点以速度
水平向右射出，经过原点O处射入区域I后垂直MN射入区域Ⅱ，（粒子的重力忽略不计）求：
1.区域I内磁感应强度B1的大小；
2.若区域Ⅱ内磁感应强度B2的大小是B1的整数倍，当粒子再次回到y轴时坐标可能值为多少?
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com