问题
问答题
如图所示的坐标系xOy，在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场的场强相等的匀强电场．一质量为m、电荷量为q的带电小球，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限．然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动．之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限．已知重力加速度为g．求：
（1）小球到达P2点时速度的大小和方向；
（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；
（3）小球在第四象限空间中速率将怎样变化（回答结论，不必解释）．
答案
（1）如图带电小球从P1到P2点，由平抛运动规律得
h=
| 1 |
| 2 |
v0=
| 2h |
| t |
vy=gt…③
tanθ=
| vy |
| v0 |
求出 v=
| v02+vy2 |
| gh |
方向与x轴负方向成θ=45°角
即为球到达P2点时速度的大小2
| gh |
（2）带电小球从P2到P3，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力得
qE=mg…⑥
Bqv=m
| v2 |
| R |
由几何关系得（2R）2=（2h）2+（2h）2…⑧
由⑥解得 E=
| mg |
| q |
联立⑤⑦⑧式得B=
| m |
| q |
|
即第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小为
| m |
| q |
|
（3）电场力向下，重力也向下，即合力向下，为恒定的力，进入第四象限时速度斜向右上方；
故速率先减小后增大．