问题
计算题
在如图所示的
坐标系中，
的区域内存在着沿
轴正方向、场强为E的匀强电场，
的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从轴上的
点以沿
轴正方向的初速度射出，恰好能通过轴上的
点。己知带电粒子的质量为
，带电量为
。
、
、
均大于0。不计重力的影响。
(1)若粒子只在电场作用下直接到D点，求粒子初速度大小
；
(2)若粒子在第二次经过轴时到D点，求粒子初速度大小
(3)若粒子在从电场进入磁场时到D点，求粒子初速度大小；
答案
（1）
；（2）
；（3）
题目分析（1）粒子只在电场作用下直接到达D点
设粒子在电场中运动的时间为
，粒子沿
方向做匀速直线运动，则
① （1分）
沿y方向做初速度为0的匀加速直线运动，
则
② （1分）
加速度
③（1分）
粒子只在电场作用下直接到达D点的条件为
④ （1分）
解①②③④得 （2分）
（2）粒子在第二次经过x轴时到达D点，其轨迹如图所示。
设粒子进入磁场的速度大小为
，与轴的夹角为
，轨迹半径为R，则
⑤ （1分）
⑥（2分）
粒子第二次经过轴时到达D点的条件为
⑦（2分）
解①②③⑤⑥⑦得 （2分）
（3）粒子在从电场进入磁场时到达D点，其轨迹如图所示。
根据运动对称性可知
（1分）
粒子在从电场进入磁场时到达D点的条件为
⑧（1分）
其中
为非负整数。 解①②③⑤⑥⑧得 （2分）
CH3OH(g) ΔH
