如图为一用来使带正电的离子加速和偏转装置的等效模型图.以y轴为界,左侧为沿x轴正向的匀强电场,场强大小为E.装置要求使质
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解题思路:(1)粒子在匀强电场中电场力做功,求出粒子到达O点的速度;然后由平抛运动的规律求出偏转电场的强度;

(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,画出运动的轨迹,结合几何关系即可正确解答.

(1)设离子运动到O点的速度为v0

则qEL=[1/2]mv

20

在y轴右侧加沿y轴负向的电场E′时,离子从O到C做类平抛运动

x方向:L=v0t

-y方向:2L=[1/2][qE′/m]t2

由以上各式得:E′=8E

(2)由左手定则可知,所加磁场B的方向为垂直纸面向外.

设离子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,由几何关系得:

r2=L2+(2L-r)2

又qv0B=

m

v20

r

由以上各式得B=

4

5

2mE

qL

答:(1)当在y轴右侧加沿y轴负向的匀强电场时,此电场的场强大小为8E;

(2)当在y轴右侧加垂直于xy平面(即纸面)的匀强磁场时,此磁场的方向向外,大小为

4

5

2mE

qL.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 解决本题的关键知道粒子在竖直匀强电场中做类平抛运动,掌握处理类平抛运动的方法.在第(2)问中,可以通过动能定理求解,也可以根据类平抛运动的规律求解.

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