Question

（12分）如图所示，一个带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为h，边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知ab=L，求：

（1）小球的带电性质及其电荷量与质量的比值；

（2）该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向；

（3）小球从P经a至b时，共需时间为多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）   （3）

【解析】

试题分析：（1）重力和电场力平衡，电场力方向向上，电场强度方向向下，则小球带

负电荷（1分）

由得比荷             （2分）

（2）粒子由a到b运动半周，根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外（1分）                                                           

由         （1分）

      （1分）

L=2R              （1分）

联立可得          （1分）

（3）粒子由P到a所需时间为：由得：         （1分）

粒子由a到b绕行圆周的一半，则所需时间为：      （1分）

小球从P经a到b时，共需时间为：  （2分）

考点：带电粒子在组合场中的运动

点评：难题。本题考查带电粒子在重力、电、磁综合场中的运动，综合性较强，把电场的性质、运动学规律、圆周运动知识、机械能守恒等有机地结合起来，在解题时应注重运用动力学的普通规律解决复合场中带电粒子的运动问题．