如图所示,在xoy平面中第一象限内有一点P(4,3),OP所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,OP上方有平行于OP向

如图所示,在xoy平面中第一象限内有一点P(4,3),OP所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,OP上方有平行于OP向上的匀强电场,电场强度E=100V/m.现有质量m=1×10 -6 kg,电量q=2×10 -3 C带正电的粒子,从坐标原点O以初速度v=1×10 3 m/s垂直于OP方向射入磁场,经过P点时速度方向与OP垂直并进入电场,在经过电场中的M点(图中未标出)时的动能为O点时动能的2倍,不计粒子重力.求:
(1)磁感应强度的大小;
(2)OM两点间的电势差;
(3)M点的坐标及粒子从O运动到M点的时间.
xuejie36 1年前 已收到1个回答 举报

lulu933 幼苗

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(1)因粒子过P点时垂直于OP,所以OP为粒子做圆周运动的直径是5m,
由于 Bqv=m
v 2
R ,
解得:B=0.2T,
(2)进入电场后,沿着电场线方向,
y′=
1
2 a t 2 =1 0 5 t 2
v y =at=2×1 0 5 t
垂直于电场方向,x′=vt=10 3 t
v x′ =1 0 3 m/s
∵2E KO =E KM
即 2×
1
2 m v 2 =
1
2 m( v x′ 2 + v y′ 2 )
解得:x′=5m
y′=2.5m
t=0.5×10 -2 s
电势差U=E(OP+y′)=7.5×10 2 V
(3)粒子在磁场中从O到P的运动时间, t′=
T
2 =7.85×1 0 -3 s
粒子在电场中从P到M的运动时间,t=0.5×10 -2 s
所以从O到M的总时间, t 总 =t+t′=1.285×1 0 -2 s ,
M点的坐标:X=(OP+y′)cosθ-x′sinθ=3m
Y=(OP+y′)sinθ+x′cosθ=8.5m
答:(1)磁感应强度的大小0.2T;
(2)OM两点间的电势差7.5×10 2 V;
(3)M点的坐标(3m,8.5m)及粒子从O运动到M点的时间1.285×10 -2 s.

1年前

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