(2013•重庆一模)如图,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小未知;MN下方为方向垂直

(2013•重庆一模)如图,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小未知;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小为B.今从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子,该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R.若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN,而第五次经过直线MN时恰好又通过O点.不计粒子的重力.求:
(1)电场强度的大小;
(2)该粒子再次从O点进入磁场后,运动轨道的半径;
(3)该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间.
山水二郎 1年前 已收到1个回答 举报

喜欢丢海路 春芽

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解题思路:首先分析带电粒子的运动情况,先是一段半径为R的[1/4]圆弧到a点,接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v,再在磁场中运动一段[3/4]圆弧到c点,之后垂直电场线进入电场作类平抛运动,再根据平抛运动和匀速圆周运动的基本公式及几何关系即可解题.

粒子的运动轨迹如图,先是一段半径为R的[1/4]圆弧到a点,接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v,再在磁场中运动一段[3/4]圆弧到c点,之后垂直电场线进入电场作类平抛运动.
(1)易知,
.
oc=2
2R
带电粒子类平抛运动的垂直和平行电场方向的位移都为
s⊥=s∥=
.
ocsin45°=2R①
所以类平抛运动时间为
t3=
s⊥
v=
2R
v②
又s∥=
1
2at32=
qE
2mt32③
再者R=
mv
qB ④
由①②③④可得:E=vB ⑤
(2)由平抛知识得:tanβ=2tanα=2
所以v=vtanβ=2v
[或 v∥=
1
2t3 =
qE
m
2R
v=
qvB
m
2R
v=2v]
v′=
v2+v∥2=

点评:
本题考点: 带电粒子在混合场中的运动;平抛运动;带电粒子在匀强磁场中的运动.

考点点评: 该题主要考查带电粒子在电场和磁场中的运动问题,对同学们对粒子运动轨迹的分析要求较高,并要熟练掌握平抛运动及匀速圆周运动的基本公式,难度较大.

1年前

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