如图所示,第II象限中存在竖直向下的匀强电场,在x轴的下方L处存在一个处置纸面向外的单边界匀强磁场.今有一个电量为+q、

如图所示,第II象限中存在竖直向下的匀强电场,在x轴的下方L处存在一个处置纸面向外的单边界匀强磁场.今有一个电量为+q、质量为m的粒子(不计重力)从A点(−L,
L
2
)
处以速度V0水平射入电场,恰好从坐标原点O处飞出,运动一段时间之后进入匀强磁场,并在磁场中经过P点(0,-L).求:
(1)平行板间的电场强度的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小;
(3)粒子从A点运动到P点的时间.
emilywei 1年前 已收到1个回答 举报

彬彬囡囡 幼苗

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解题思路:(1)粒子在第二象限内在电场力作用下做类平抛运动,沿x轴方向做匀速直线运动,沿y轴负方向做初速度为0的匀加速直线运动,根据射入射出电场的位置关系可以求出电场强度的大小.
(2)粒子进入第四象限先做匀速直线运动,到达磁场后在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,作出粒子运动轨迹,由轨迹可求出粒子圆周运动的轨道半径从而求出磁感应强度的大小.
(3)粒子从A到P运动的时间分别为在电场中做类平抛运动的时间,做匀速直线运动的时间和在磁场中做匀速圆周运动的时间三者之和.

(1)粒子在电场中,在电场力作用下做类平抛运动,由题意可知:
水平方向:L=v0t ①
竖直方向:[L/2=
1
2at2 ②
粒子在电场中受到的电场力F=qE,故根据牛顿第二定律可知:粒子产生的加速度a=
qE
m]代入②得:
[L/2=
1

qE
m×t2 ③
由①得t=
L
v0]代入③整理可得:E=
m
v20
qL;
(2)粒子飞出电场瞬间其竖直速度
vy=at=vo
v=
2vo,速度方向与水平方向成45°角,
粒子未进入磁场前,由于粒子不受力,则做匀速直线运动,故粒子将以450入射角进入磁场,轨迹如下图所示

由几何关系可得:R=

2
2L
因为在磁场中,粒子所受洛伦兹力提供圆周运动的向心力故有:
qvB=
mv2
R
即:B=
mv
qR=
m
2v0
q

2
2

点评:
本题考点: 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.

考点点评: 本题中粒子先后在电场和磁场中运动,轨迹不同,研究方法也不同,电场中运用运动的合成与分解求解,磁场中运用几何知识画轨迹,求半径由洛伦兹力提供向心力求解.

1年前

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