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如图,在直角坐标系xOy内,有一个质量为m,电荷量为+q的电荷从原点O沿x轴正方向以初速度为v0射出,电荷重力不计.现要求该电荷能通过点P(a,-b),试设计在电荷运动的空间范围内加上某种“场”后并运用物理知识求解的一种简单、常规的方案.说明电荷由O到P的运动性质并在图中绘出电荷运动的轨迹;要有必要的运算说明你设计的方案中相关的物理量的表达式(用题设已知条件和有关常数表示)
分析:在空中加上竖直方向的匀强电场,使带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,在x轴方向做匀速直线运动,在y轴方向做初速度为零的匀加速直线运动.
解答:解:在空间中加一个沿y轴负方向的匀强电场;如图.
x=a=v0t;
y=b=
1
2
?
Eq
m
t2

由上得:E=
2bm
v
2
0
qa2

故所加的匀强电场的电场强度大小为E=
2bm
v
2
0
qa2
,方向沿y轴负方向.
点评:解决本题的关键知道当带电粒子垂直于匀强电场进入,将做类平抛运动,掌握处理类平抛运动的方法.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,在直角坐标系xOy平面内,虚线MN平行于y轴,N点坐标(-l,0),MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场,在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未画出).现有一质量为m、电荷量为e的电子,从虚线MN上的P点,以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场,并从y轴上A点(0,0.5l)射出电场,射出时速度方向与y轴负方向成30°角,此后,电子做匀速直线运动,进入磁场并从圆形有界磁场边界上Q点(
3
l
6
,-l)
射出,速度沿x轴负方向.不计电子重力,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小?
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小?电子在磁场中运动的时间t是多少?
(3)圆形有界匀强磁场区域的最小面积S是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?浙江模拟)如图,在直角坐标系xoy中,点M(0,1)处不断向+y方向发射出大量质量为m、带电量为-q的粒子,粒子的初速度大小广泛分布于零到v0之间.已知这些粒子此后所经磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,所有粒子都沿+x方向经过b区域,都沿-y的方向通过点N(3,0).
(1)通过计算,求出符合要求的磁场范围的最小面积;
(2)若其中速度为k1v0和k2v0的两个粒子同时到达N点(1>k1>k2>0),求二者发射的时间差.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图,在直角坐标系的I、II象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,第III象限有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场.质量为m,电量为q的粒子由M点以速度v0沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N和x轴上的P点最后又回到M点.设OM=OP=l,ON=2l,求:
(1)电场强度E的大小
(2)匀强磁场磁感应强度B的大小
(3)粒子从M进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,在直角坐标系xoy中,点M(0,1)处不断向+y方向发射出大量质量为m、带电量为-q的粒子,粒子的初速度大小广泛分布于零到v0之间。已知这些粒子此后所经磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,所有粒子都以+x方向穿过b区域,都沿-y的方向通过点N(3,0)。

(1)通过计算,求出符合要求的磁场范围的最小面积;

(2)若其中速度为k1v0和k2v0的两个粒子同时到达N点(1>k1>k2>0),求二者发射的时间差。

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