在如图所示的xoy坐标系中，y＞0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场，y＜0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y轴上的P（0，h）点以沿
◎ 题目
| 在如图所示的xoy坐标系中，y＞0的区域内存在着沿y轴正方向、场强为E的匀强电场，y＜0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y轴上的P（0，h）点以沿x轴正方向的初速度射出，恰好能通过x轴上的D（d，0）点．已知带电粒子的质量为m，带电量为-q．h、d、q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达D点，求粒子初速度的大小v0； （2）若粒子在第二次经过x轴时到达D点，求粒子初速度的大小v0； （3）若粒子在从电场进入磁场时到达D点，求粒子初速度的大小v0．  |
◎ 答案
（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t， 粒子沿x方向做匀速直线运动，则 x=v0t ① 沿y方向做初速度为0的匀加速直线运动，则 h=
加速度 a=
粒子只在电场作用下直接到达D点的条件为 x=d ④ 解①②③④得v0=d
（2）粒子在第二次经过x轴时到达D点，其轨迹如右图所示．设粒子进入磁场的速度大小为v，v与x轴的夹角为θ，轨迹半径为R，则 vsinθ=at ⑤ qvB=m
粒子第二次经过x轴时到达D点的条件为  x-2Rsinθ=d ⑦ 解①②③⑤⑥⑦得得v0=d
（3）粒子在从电场进入磁场时到达D点，其轨迹如右图所示． 根据运动对称性可知QN=2OM=2 x 粒子在从电场进入磁场时到达D点的条件为 x+n（2x-2Rsinθ）=d ⑧ 其中n为非负整数． 解①②③⑤⑥⑧得v0=
答： （1）若粒子只在电场作用下直接到达D点，粒子初速度的大小v0为d |
