题目

在如图所示，x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B，x轴下方有一匀强电场，电场强度的大小为E，方向与y轴的夹角θ为45°且斜向上方. 现有一质量为m、电量为q的正离子，以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域，该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为45°. 不计离子的重力，设磁场区域和电场区域足够大． 求：（1）C点的坐标；（2）离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间；（3）离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.   答案：1）磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动，故有           得                                                            3分    粒子运动轨迹如图5所示，由几何知识知，            3分    故，C点坐标为（，0）              1分（2）                                    1分设粒子从A到C的时间为t1，由几何知识知：                                1分设粒子从进入电场到返回C的时间为t2，其在电场中做匀变速运动，由牛顿第二定律和运动学公式，有                                   1分及                                 1分联立（6）（7）解得                  1分设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3，由题意知                              1分故而，设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为                 2分（3）粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类平抛的运动，即沿着v0的方向（设为x′轴）以v0做匀速运动，沿着qE的方向（设为y′轴）做初速为0的匀加速运动即                     　　　　　　2分                     　　　　2分                　　　 　      1分设离子第四次穿越x轴时速度的大小为v，速度方向与电场方向的夹角为α.由图中几何关系知                　　　　                  　　                                         综合上述得　　　　　　　　　　　　　1分　　　　　　　　　　　　          1分 解析:略 

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