1.(2020·皖江名校联盟高三下学期第五次联考)如图1所示,在竖直平面内建立直角坐标系,y轴沿竖直方向.在x=L到x=2L之间存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场,一个比荷为k的带电微粒从坐标原点以一定的初速度沿+x方向抛出,进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动,离开电场和磁场后,带电微粒恰好沿+x方向通过x轴上x=3L的位置,已知匀强磁场的磁感应强度为B,重力加速度为g.求:
图1
(1)电场强度的大小;
(2)带电微粒的初速度大小;
(3)带电微粒做圆周运动的圆心的纵坐标.
答案 (1) (2) (3)-
解析 (1)微粒进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动,则mg=qE
又=k,解得E=
(2)微粒运动轨迹如图所示,
由几何关系知2Rcos θ=L
由洛伦兹力提供向心力得:qvB=,又v=
微粒进入复合场前做平抛运动,竖直方向有vy=gt,水平方向有L=v0t
联立解得v0=
(3)竖直方向有h=gt2,其中t=,
圆心的纵坐标为yO′=-h+Rsin θ
联立解得yO′=-.