（2013•梅州二模）如图所示，相距为d的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为Bo的匀强磁场；在x
（2013•梅州二模）如图所示，相距为d的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为Bo的匀强磁场；在xoy直角坐标平面内，第一象限有沿y轴负方向场强为E的匀强电场，第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．一质量为m、电量为q的正离子（不计重力）以初速度Vo沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运动．从P点垂直y轴进入第一象限，经过x轴上的A点射出电场，进入磁场．已知离子过A点时的速度方向与x轴成45°角．求：（1）金属板M、N间的电压U；
（2）离子运动到A点时速度V的大小和由P点运动到A点所需时间t；
（3）离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C（图中未画出）与坐标原点的距离OC．
赞 共回答了18个问题采纳率：94.4% 举报
解题思路：（1）由离子做匀速直线运动，则有电场力等于洛伦兹力，从而根据U=Ed，可确定金属板M、N间的电压U；
（2）离子在第一象限做类平抛运动，由出射角度可得到入射速度与出射速度的关系；将类平抛运动分解x、y轴两方向，再由牛顿第二定律与运动学公式可算出离子运动到A点时速度V的大小和由P点运动到A点所需时间t；
（3）根据离子做类平抛运动，由位移公式确定离子沿x轴方向的距离，再由离子做匀速圆周运动，根据几何知识，确定半径与已知长度的关系，从而算出OC距离．
（2）离子在第一象限做类平抛运动，由出射角度可得到入射速度与出射速度的关系；将类平抛运动分解x、y轴两方向，再由牛顿第二定律与运动学公式可算出离子运动到A点时速度V的大小和由P点运动到A点所需时间t；
（3）根据离子做类平抛运动，由位移公式确定离子沿x轴方向的距离，再由离子做匀速圆周运动，根据几何知识，确定半径与已知长度的关系，从而算出OC距离．
（1）设平行金属板M、N间匀强电场的场强为Eo，
则有：U=Eod
因为离子在金属板方向射入两板间，并做匀速直线运动
则有：qEo=qvoBo
解得：金属板M、N间的电压U=Bovod
（2）在第一象限的电场中离子做类平抛运动，
则有：cos45o＝
vo
v
故离子运动到A点时的速度：v＝
2vo
牛顿第二定律：qE=ma
又 vy=at
且tan45o＝
vy
vo
解得，离子在电场E中运动到A点所需时间：t＝
mvo
qE
（3）在磁场洛伦兹力提供向心力，
则有：qvB＝m
v2
R
解得：R＝
mv
qB＝
2mvo
qB
由几何知识可得
.
AC＝2Rcos45o＝
2R＝
2mvo
qB
又
.
OA＝vot＝
mvo2
qE
因此离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C与坐标原点的距离
则有：
.
OC＝
.
OA+
.
AC＝
mvo2
qE+
2mvo
qB
答：（1）金属板M、N间的电压Bovod；
（2）离子运动到A点时速度V的大小和由P点运动到A点所需时间
mv0
qE；
（3）离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C（图中未画出）与坐标原点的距离
m
v20
qE+
2mv0
qB．
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；带电粒子在混合场中的运动．
考点点评： 考查了电场力与洛伦兹力平衡时的匀速直线运动，仅仅由电场力做类平抛运动，还有仅仅由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，学会如何处理类平抛运动及匀速圆周运动的问题，形成一定的解题能力．同时注意几何知识的熟练应用，并强调洛伦兹力的方向的重要性．
1年前
4
可能相似的问题
你能帮帮他们吗