(1)粒子射出的初速度v0为2×107m/s,离开x轴时的速度大小为4×107m/s,方向:与x轴正方向成60°;(2)Q点的坐标,C点的坐标(0,-10)。(3)粒子从P点出发再次回到y轴的时间是2.81×10-6s。【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动。【专题】带电粒子在复合场中的运动专题。【分析】(1)粒子在电磁场中做直线运动,由平衡条件求出粒子的速度,由牛顿第二定律与匀变速运动的速度位移公式求出竖直分速度,然后求出粒子离开电场时的速度。(2)由牛顿第二定律求出粒子轨道半径,然后由几何知识求出Q、C的坐标。(3)分三段,分别由运动学公式求解时间,即可得到总时间。【解析】解:(1)粒子在电场中做直线运动,洛伦兹力与电场力相等,由平衡条件得:qE=qv0B1,代入数据解得:v0=2×107m/s,粒子在电场中做类平抛运动,在竖直方向上,由匀变速运动的速度位移公式得:vy2=2qE/myp,粒子离开电场时的速度:v=√v20+v2y,代入数据解得:v=4×107m/s,cosθ=v0/v=2×107/4×107=1/2,则:θ=60°;(2)粒子运动轨迹如图所示:粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力。由牛顿第二定律得:qv{B}_{2}=mdfrac{{v}^{2}}{R},得R=dfrac{mv}{q{B}_{2}}代入数据解得:R=20m由几何知识可知,{x}_{Q}=R+Rsin60°=m,{y}_{C}=Rcos60°=10m;Q点的坐标,C点的坐标(0,-10);(3)设粒子在电场中运动时间为{t}_{2},则{t}_{2}=dfrac{{v}_{y}}{dfrac{qE}{m}}=dfrac{{v}_{0}tantheta}{dfrac{qE}{m}}=dfrac{2times{10}^{7}timestan60°}{1.5times{10}^{8}times4times{10}^{6}}s=dfrac{sqrt{3}}{9}times{10}^{-7}s电场中水平位移大小{x}_{2}={v}_{0}{t}_{2}=2times{10}^{7}timesdfrac{sqrt{3}}{9}times{10}^{-7}m=dfrac{2sqrt{3}}{9}m粒子在电磁场叠加区中,水平位移为{x}_{1}={x}_{Q}-{x}_{2}=m-dfrac{2sqrt{3}}{9}mapprox36.9m运动时间为{t}_{1}=dfrac{{x}_{1}}{{v}_{0}}=dfrac{36.9}{2times{10}^{7}}sapprox1.8times{10}^{-6}s在磁场中运动时间为{t}_{3}=dfrac{dfrac{2}{3}piR}{v}approx1.0times{10}^{-6}s故总时间为t={t}_{1}+{t}_{2}+{t}_{3}approx2.81times{10}^{-6}s$。【点评】本题考查了粒子在电磁场中的运动,分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是正确解题的前提与关键,应用平衡调条件、类平抛运动规律、牛顿第二定律即可正确解题,解题时注意几何知识的应用。