Question

【题目】在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场，以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系。一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P（,0）由静止释放后沿直线PQ运动。当微粒到达点Q（0,- ）的瞬间，电场顺时针旋转90°且大小变为同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度的大小，该磁场有理想的下边界，其他方向范围无限大。已知重力加速度为g.求：

(1)匀强电场的场强E1的大小；

(2)欲使微粒不从磁场下边界穿出，该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件；

(3)微粒从P点开始运动到x轴所需的时间。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】（1）由于微粒沿PQ方向运动，可知微粒所受的合力沿PQ方向可得

因为α = 60°

解得：

（2）微粒由P至Q，

电场旋转后qE=mg，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动

解得半径为

欲使微粒不从磁场的下边界穿出，磁场下边界的y坐标值应满足

（3）微粒运动轨迹如图所示，由P至Q

过Q点后经过半个圆周