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以竖直向上为y轴正方向的平面直角系xOy,如图所示.在第一、四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场E1,在第二、三象限内存在着沿y轴正方向的匀强电场E2和垂直于xOy平面向外的匀强磁场.现

题目详情
以竖直向上为y轴正方向的平面直角系xOy,如图所示.在第一、四象限内存在沿x轴负方向的匀强电场E1,在第二、三象限内存在着沿y轴正方向的匀强电场E2和垂直于xOy平面向外的匀强磁场.现有一质量为m、电荷量为q的带正电小球从坐标原点O以初速度v0沿与x轴正方向成45°角的方向射出.已知两电场的电场强度E1=E2=
mg
q
,磁场的磁感应强度为B,则(  )

A.小球离开O点后第一次经过y轴所用的时间
2
v0
g

B.小球第二次经过y轴的坐标
mv0
qB

C.小球离开O点后第三次经过y轴的坐标
2
mv0
qB
-
v
2
0
g

D.若小球以速度大小为v=
2
mg
qB
且方向与初速度方向相反射出,则小球能再次回到O点
▼优质解答
答案和解析
A、设小球在第一象限中的加速度为a,
由牛顿第二定律得:
(mg)2+(qE)2
=ma
得到a=
2
g,方向与v0的方向相反,
在第一象限中小球先匀减速运动再反向匀加速运动,所以
  t1=
2v0
a
=
2
v0
g
,故A正确.
B、小球第一次经过y轴后,在第二、三象限内由qE=mg,电场力与重力平衡,故做匀速圆周运动.设轨迹半径为R.有
  qv0B=m
m
v
2
0
R

得:R=
mv0
qB

小球第二次经过y轴的坐标 y1=
2
R=
2
mv0
qB
,故B错误.
C、t时间后第三次经过y轴,在第一、四象限内做类平抛运动,有
  v0t′=
1
2
2
gt2
得:t′=
2
v0
g

小球第二次经过y轴与第三次经过y轴的距离为:
△y=
2
v0t′=
2
v
2
0
g

小球第三次经过y轴的坐标y2=y1-△y=
2
mv0
qB
-
2
v
2
0
g
,故C错误.
D、若小球沿与x轴正方向成135°射出时小球的运动轨迹如图所示,有△y′=2
2
R′
2v2
g
=2
2
mv
qB

得:v=
2
mg
qB
,故D正确.
故选:AD
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