(1)带电粒子在电磁场运动的轨迹如图所示,
由图可知,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹为半个圆周,由Bqv0=m
得:v02 r
r=
mv0
qB
又T=
=2πr v0
2πm Bq
得带电粒子在磁场中运动的时间:t=
=T 2
πm qB
(2)带电粒子在电场中做类平抛运动,初速度v0垂直于电场沿CF方向,过Q点作直线CF的垂线交CF于D,
则由几何知识可知,△CPO≌△CQO≌△CDQ,由图可知:CP=2r=
2mv0
qB
带电粒子从C运动到Q沿电场方向的位移为SE=DQ=OQ=OP=CPsin30°=r=
mv0
qB
带电粒子从C运动到Q沿初速度方向的位移为S=CD=CO=CPcos30°=
r=
3
mv0
3
qB
由类平抛运动规律得:SE=
at2=1 2
1 2
t22qE m
S=v0t2
联立以上各式得:E=
2Bv0
3
(3)由动能定理得:Ek-
m1 2
=qESE
v
联立以上各式解得:Ek=
m7 6
v
答:(1)粒子从P运动到C所用的时间t为
;πm qB
(2)电场强度E的大小
;2Bv0
3
(3)粒子到达Q点的动能EK为
mv02.7 6