可得v′=3v由qU=12mv2可看出:UU′=vv′22
则U′=3U=Ed′,得d′=3d
所以应将M板向左平移距离Δd=d′-d=2d
f4.如图4所示的平面直角坐标系中,在y0的区域存在匀强电场,场强沿y轴负方向,在y0的区域存在匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向外.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场.不计粒子重力.
图41求电场强度的大小;2若粒子进入磁场后,接着经过了y轴上y=-2h处的P3点,求磁感应强度的大小;3若只改变磁场的大小仍为匀强磁场,让粒子仍从P1经P2沿原路径进入磁场后,为了使粒子能再次通过P2点,求磁感应强度的大小满足的条件.答案1m2qvh022mqvh03m2qvh0或
+2
1qhmv0
=1234…解析1粒子运动轨迹如图甲所示
在电场中,a=Emq2h=v0th=12at2解得E=m2qvh202在电场中vy=at=v0进入磁场的速度v=v02+v2y=2v0,方向与x轴成45°在磁场中,连接P2、P3两点,由几何关系知,P2P3为圆弧的直径,所以R=2h,又由qvB=mvR2,所以B=mqRv=mqvh03设满足条件的磁感应强度为B′,下面分两种情况进行讨论.第一种情况:根据对称性,轨迹关于y轴对称,能过P2点的轨迹如图乙所示,
f由几何关系知R=22h又由qvB′=mvR2,所以B′=mqRv=m2qvh0
第二种情况:如果轨迹与y轴不对称,能过P2点的轨迹如图丙所示,
设粒子此后在电场中偏转
次后再经过P2点,当
=1时,粒子在磁场中将偏转2次过P2点,R=2
21×1+4h1=
1×2h21+1
当
=2时,粒子在磁场中将偏转3次过P2点,R=
222×2+4h1=
2×2h22+1
……
当粒子在电场中偏转
次时,粒子在磁场中将
+1次过P2点,R=
22
×
+4h1=
2
2+
h1=2
h2
+1
=123,4…
所以R=2
+2
1h
=1234…又由qvB′=mvR2,所以B′=mqRv=
+2
1qhmv0
=1234…所以过P2点的条件是B=mqRv=mqvh0或B′=mqRv=
+2
1qhmv0
=1234….
【必考模型4】带电粒子在组合场中的运动
1模型特点:电场、磁场同时存在,但空间位置不同
2表现形式:1在电场中做匀加速直线运动,在有界磁场中做匀速圆周运动2在电场中做类平抛运
动,在有界磁场中做匀速圆周运动
3应对模式:这类问题实质是类平抛运动、直线运动和圆周运动组成的多过程问题,要善于把多过
程分解,逐个击破对于在电场中的加速和类平抛运动,要能熟练应用力和运动的方法以及功和能的
方法求解对于粒子在磁场中的圆周运动,r