(2013•昆明模拟)如图所示的坐标平面中,第二象限有一沿y轴负方向的匀强电场,第一、四象限分别存在垂直xoy坐标平面向

(2013•昆明模拟)如图所示的坐标平面中,第二象限有一沿y轴负方向的匀强电场,第一、四象限分别存在垂直xoy坐标平面向外和向内的匀强磁场,且第四象限的磁感应强度大小为第一象限的2倍.现有一质量为m、电荷量为q带正电的粒子,从P(−2
3
L,L
)点向x轴正方向以初速度v.射出,从坐标原点0处射入磁场,然后在第四、一象限中运动,粒子某次从第一象限穿至第四象限时,刚好过x轴上的点Q (3l,0).不计粒子重力,求:
(1)粒子经过0点时速度的大小和方向:
(2)第四象限的磁感应强度大小应满足什么条件.
_princess 1年前 已收到1个回答 举报

woai 幼苗

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解题思路:粒子在电场中做类平抛运动,根据运动学公式可求得速度
做出粒子运动轨迹图,根据几何关系可解得磁场强度.

(1)如图所示,

在电场中有:
v0t=2
3L

[1/2at2=L
at=vy
tanθ=
vy
v0]
联立得:v=
2
3
3v0
v与x轴夹角为:θ=30°
(2)设第四象限磁感应强度为B,O1O2为粒子在第四、一象限内的轨迹圆心
由几何知识知:∠OO1A=∠AO2O3=60°
qvB=
mv2
R
得:
.
OA=R
同理可得:
.
AQ1=2R
若粒子第n次从第一象限穿至第四象限刚好过Q点,则有

.
OQ=n(
.
OA+
.
AQ1)=3L,即n(R+2R)=3L
联立得:B=
2
3nmv0
3qL
答:(1)粒子经过0点时速度的大小为
2
3
3

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题关键是根据粒子在场中运动的情况,做出粒子运动轨迹图,利用几何关系分析求解.有一定难度.

1年前

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