Question

（2007?濱州一模）如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第一象限中有沿y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第二、第三、第四象限中有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于坐標(biāo)平面向里有一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從y軸上的P點(diǎn)以初速度v₀垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)之后電子從x軸上Q點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，最后恰從P點(diǎn)以垂直于y軸的方向射出磁場(chǎng)．若OP=h，OQ=

3

h，不計(jì)電子的重力．求：
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大��；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大�。�

Answer 1

分析：電子進(jìn)入第一象限，在電場(chǎng)力作用上做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)處理平拋的方法，把運(yùn)動(dòng)分解成Y軸方向的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和x軸方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，求出電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)和電子在射出電場(chǎng)時(shí)的速度；電子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以求出勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大�。�

解答：解（1）電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)
沿x方向：OQ=

3

h=v0t  ①
沿y方向：OP=h=

1

2

at2   ②
ma=eE                   ③
由①②③得：E=

2m v 2 0

3eh

（2）電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌跡如圖所示，O′為圓心，設(shè)電子做勻速圓周的半徑為r，進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v，則
r2=(r-h)2+(

3

h)2
解得r=2h               ④
洛倫茲力提供向心力：evB=

mv2

r

  ⑤
而v=

v 2 0 +(at)2

=

7 3

v0        ⑥
聯(lián)立④⑤⑥式得B=

21 mv0

6eh

答：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=

2m v 2 0

3eh

；
（2）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=

21 mv0

6eh

．

點(diǎn)評(píng)：熟悉類平拋運(yùn)動(dòng)的處理方式，把平拋運(yùn)動(dòng)分解成相互垂直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過分運(yùn)動(dòng)的處理得到合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)．主要考查類平拋運(yùn)動(dòng)和在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)．