(2013•临沂一模)如图所示,在直角坐标系xoy第一象限中,有一半径为R的半圆,该半圆的直径是OD,圆心为C,半圆区域
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解题思路:根据粒子在磁场中做圆周运动,速度偏向角为[π/2],可得圆的半径r=OP=0.6R,由牛顿第二定律结合圆周运动求B,进入电场做类平抛运动,求速率及坐标;在磁场中圆周运动时间,出磁场做匀速运动,进入电场做类平抛的时间.

(1)由题意可知带电粒子在磁场中的运动半径r=0.6R

由牛顿第二定律得:qv0B=

m

v20

r

联立解得:B=

5mv0

3qR

(2)带电粒子在电场中做类平抛运动

0.6R=[qE/2mt2

OQ=v0t

联立解得:OQ=v0

6mR

5qE]

即Q点的坐标为(-v0

6mR

5qE,0)

设粒子在Q点的速度为v,由动能定理得:

qE•op=

1

2mv2−

1

2m

v20

解得:v=

v20+

6qER

5m

(3)带电粒子在磁场中的运动时间t1=[T/4]=[πr

2v0=

3πR

10v0

带电粒子偏出磁场后进入电场前做匀速直线运动时间t2=

R−r

v0=

2R

5v0

从P到Q的时间t3=

OQ

v0=

6mR/5qE]

所求总时间为tt1+t2+t3=

R

v0(

10+

2

5)+

6mR

5qE

答:(1)磁感应强度为

5mv0

3qR;

(2)粒子进入电场后到达x轴上Q点时的速率

v20+

6qER

5m坐标(-v0

6mR

5qE,0);

(3)粒子从C点出发到达x轴上Q点所用的总时间

R

v0(

10+

2

5)+

6mR

5qE.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 考查了带电粒子在磁场中的运动,在磁场中圆周,电场中类平抛.