如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0×105N/C,b板下方整
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解题思路:粒子进入电场中,在电场力作用下加速运动,由动能定理可求出出电场的速度大小及方向.当粒子进入磁场中,由洛伦兹力作用做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与几何关系可求出PQ间距.再根据运动周期公式,结合轨迹对应的圆心角,即可求解粒子从P运动到Q的时间.

(1)粒子从a板左端运动到P处,

由动能定理得:qEd=[1/2mv2−

1

2m

v20]

代入有关数据,解得:v=

2

3

3×106m/s

cosθ=

v0

v,

代入数据得θ=30°

粒子在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O,半径为r,如图.由几何关系得:

[L/2=rsin30°

又qvB=m

v2

r]

联立求得:L=

mv

qB

代入数据解得:L=5.8cm.

(2)周期T=

2πm

qB

粒子从P运动到Q的时间:t=

2πT

由以上两式代入数据解得:t=

π

6×10−7s=5.2×10−8s

答:(1)P、Q之间的距离L=5.8cm;

(2)粒子从P运动到Q的时间5.2×10-8s.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;动能定理;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型:匀速圆周运动与类平抛运动,及相关的综合分析能力,以及空间想像的能力,应用数学知识解决物理问题的能力,同时掌握牛顿第二定律与运动学公式相综合,并理解运动的半径与周期公式的应用.