题目

题型：兴宁区模拟难度：来源：

在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系，将第Ⅰ、Ⅱ象限称为区域一，第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二，其中一个区域内只有匀强电场，另一个区域内只有大小为2×10^-2T、方向垂直桌面的匀强磁场．把一个荷质比为

q

m

=2×10⁸C/kg的正电荷从坐标为（0，-l）的A点处由静止释放，电荷以一定的速度从坐标为（1，0）的C点第一次经x轴进入区域一，经过一段时间，从坐标原点O再次回到区域二．
（1）指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向．
（2）求电场强度的大小．
（3）求电荷第三次经过x轴的位置．

答案

（1）由对电荷的运动描述可知区域一是磁场，方向垂直纸面向里．区域二是电场，方向由A指向C．
（2）设电场强度的大小为E，电荷从C点进入区域Ⅰ的速度为v．从A到C电荷做初速度为零的匀加速直线运动，且过C点时速度方向与x轴正方向成45°角，则有：
v2=2as=2

qE

m

s
电荷进入区域Ⅰ后，在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动，运动轨迹如图，有：
qvB=

mv2

r

由题意及几何关系有：

q

m

=2×108C/kg，B=2×10^-2T，s=

2

m，r=

2

2

m
由以上各式可得：E=

2

×104V/m．
（3）电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域Ⅱ，速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运动，设经过时间t电荷第三次经过x轴．有：
tan45°=

1 2 at2

vt

解得：t=2×10^-6s
所以：x=

vt

cos45°

=8m
即电荷第三次经过x轴上的坐标为（8，0）．
答：（1）区域一是磁场，方向垂直纸面向里．区域二是电场，方向由A指向C．
（2）电场强度的大小为

2

×104V/m
（3）电荷第三次经过x轴上的坐标为（8，0）．