问题
问答题
如图所示，空间内存在着相互正交的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场沿y轴负方向，匀强磁场垂直于xOy平面向里．图中虚线框内为由粒子源S和电压为U0的加速电场组成的装置，其出口位于O点，并可作为一个整体在纸面内绕O点转动．粒子源S不断地产生质量为m、电荷量为+q的粒子（初速不计），经电场加速后从O点射出，且沿x轴正方向射出的粒子恰好能沿直线运动．不计粒子的重力及彼此间的作用力，粒子从O点射出前的运动不受外界正交电场、磁场的影响．
（1）求粒子从O点射出时速度v的大小．
（2）若只撤去磁场，从O点沿x轴正方向射出的粒子刚好经过坐标为（L，-
L）的N点，求匀强电场的场强E；1 2
（3）若只撤去电场，要使粒子能够经过坐标为（L，0）的P点，粒子应从O点沿什么方向射出？
答案
（1）粒子在电场中加速时，电场力做功，
mv2=qU0，1 2
整理得：v=2qU0 m
（2）只有电场时，粒子在电场中做类平抛运动，水平方向匀速：L=vt
竖直方向：a=qE m
y=
at2=1 2
L1 2
拉力以上3公式．得：E=2U0 L
（3）电场和磁场同时存在时，洛伦兹力等于电场力；方向向上，大小：qvB=qE
得：B=E v
只有磁场时，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力．
qvB=mv2 r
r=mv qB
联立以上几个公式得：r=
=mv qE v
=mv2 q 2U0 L
L=L2qU0 2qU0
所以粒子运动的轨迹如图，在磁场中的偏转是60°，所以射入的方向与x轴的夹角是30°，如图．
答：（1）
（2）2qU0 m
（3）射入的方向与x轴的夹角是30°，如图．2U0 L
