在如图所示的直角坐标系中，y>0的范围内存在着沿y轴正方向的有界匀强电场，在y<0的范围内存在着垂...
问题详情：
在如图所示的直角坐标系中， y>0的范围内存在着沿y轴正方向的有界匀强电场，在y<0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场（方向未画出）。已知oa=oc=cd=L, ob=L/4。现有一个带电粒子，质量为m，电荷量大小为q (重力不计）。t=0时刻，这个带电粒子以初速度v0从a点出发，沿x轴正方向开始运动。观察到带电粒子恰好从d点第一次进入磁场，然后从O点第—次离开磁场。试回答：
(1) 判断带电粒子的电*和匀强磁场的方向；
(2) 匀强电场的场强大小；
(3) 若带电粒子在y轴的a、b之间的不同位置以相同的速度v0进入电场，第一次离开磁场的位置坐标x与出发点的位置坐标y的关系式.
【回答】
(1) 粒子在第一象限时电场力向-Y方向，故粒子带负电， ………………1分
要使粒子能从o点*出，磁场方向应垂直于纸面向里。 ………………2分
(2) 粒子在电场中作类平抛运动，有：
水平方向匀速直线
………………1分
竖直方向匀加速直线：
，
………………2分
解得：
………………1分
（3）
粒子从b点到o点作圆周运动轨迹如图，由几何关系可得，
半径
………………1分
洛伦兹力提供向心力，有：
解得：
………………1分
设粒子从ab间y处进入电场，在x轴上的D点进入磁场，D点的横坐标为x0，
与x轴的夹角为θ1，则有：
解得：
………………1分
同理，记*出点到D点的距离为Δx，则有：
，
，
解得：
， ………………1分
故Δx=x0，所以粒子第一次离开磁场的位置在坐标原点x=0处，
与位置坐标y无关 ………………1分
知识点：质谱仪与回旋加速器
题型：计算题
