如图所示,在平面直角坐标系xoy的第四象限内有一个固定的正点电荷,电荷量Q=9.0×10-4C,一质量为m=4.5×10
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解题思路:(1)首先要画出带电粒子运动的轨迹,由几何关系找出个物理量之间的关系,即可求得圆周运动的半径;

(2)根据电场力提供向心力,结合库仑定律即可求出初速度的大小;

(3)根据运动的轨迹结合几何关系即可求出粒子在第四象限内的时间.

(1)如图画出粒子运动的轨迹,则:

则:r+rsin30°=OP

所以:r=20cm=0.2m

(2)粒子受到 的库仑力提供向心力,则:[kqQ

r2=

mv2/r]

所以:v=

kqQ

mr=

9.0×109×1.6×10−11×9.0×10−4

4.5×10−10×0.2=1.2×103m/s

(3)由图可得,粒子的轨迹中的BP之间是在第三象限,根据圆的对称性可知∠BOP=60°,所以在一个周期内,带电粒子由P点进入在第四象限内运动的时间是:

t=

360°−60°

360°T=

5

6T

粒子运动的周期:T=

2πr

v=

2×3.14×0.2

1.2×103s=1.05×10−3s

所以:t=1.05×10−3×

5

6=8.75×10−4s

答:(1)带电粒子作圆周运动的半径r是0.2m;(2)带电粒子从P点射入时初速度V的大小是1.2×103m/s;(3)在一个周期内,带电粒子由P点进入在第四象限内运动的时间8.75×10-4s.

点评:

本题考点: 带电粒子在匀强电场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

考点点评: 本题主要结合圆周运动考查带电粒子的在电场中的运动,关键是能把运动的轨迹画出,利用好几何关系求解.

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