Question

【題目】在地面上方某處的真空室里存在著水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，以水平向右和豎直向上為x軸、y軸正方向建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從點(diǎn)P（,0）由靜止釋放后沿直線PQ運(yùn)動(dòng)。當(dāng)微粒到達(dá)點(diǎn)Q（0,- ）的瞬間，電場(chǎng)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°且大小變?yōu)?/span>同時(shí)加上一個(gè)垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，該磁場(chǎng)有理想的下邊界，其他方向范圍無(wú)限大。已知重力加速度為g.求：

(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E1的大��；

(2)欲使微粒不從磁場(chǎng)下邊界穿出，該磁場(chǎng)下邊界的y軸坐標(biāo)值應(yīng)滿足什么條件；

(3)微粒從P點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到x軸所需的時(shí)間。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】（1）由于微粒沿PQ方向運(yùn)動(dòng)，可知微粒所受的合力沿PQ方向可得

因?yàn)?/span>α = 60°

解得：

（2）微粒由P至Q，

電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)后qE=mg，微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

解得半徑為

欲使微粒不從磁場(chǎng)的下邊界穿出，磁場(chǎng)下邊界的y坐標(biāo)值應(yīng)滿足

（3）微粒運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由P至Q

過(guò)Q點(diǎn)后經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周