如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强电场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行。一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的P(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。
(1) (2),方向与x轴的夹角为45°(3)
【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,设粒子在电场中的运动时间为t,则
,,,联立以上各式,可得。
(2)粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度vy=at=,所以
设此时速度方向与x轴的夹角为α,则tanα=vy/v0=1,所以α=45°,即速度方向与x轴的夹角为45°。
(3)粒子进入磁场后做匀速圆周运动,当粒子恰好从b点射出时,粒子做圆周运动的轨道半径最大,此时abc区域内的磁感应强度最小。做出粒子的运动轨迹如图所示。
由几何关系知,粒子在磁场中运动的轨迹所对圆心角为90°
轨道半径,又,可得。
【考点定位】平抛运动的规律、牛顿第二定律、运动的合成与分解的应用及带电粒子在匀强磁场中的运动问题等。
科目:高中物理 来源: 题型:
2m |
q |
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科目:高中物理 来源: 题型:
| ||
3 |
m |
q |
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科目:高中物理 来源: 题型:
在地面上方某处的真空室里存在着水平方向的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系.一质量为m、带电荷量为+q的微粒从点P(,0)由静止释放后沿直线PQ运动.当微粒到达点Q(0,-l)的瞬间,撤去电场,同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大.已知重大加速度为g.求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小和方向;
(3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?
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科目:高中物理 来源:2011年江苏省栟茶高级中学高三物理第二次调研测试物理卷 题型:计算题
在地面上方某处的真空室里存在着水平方向的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系.一质量为m、带电荷量为+q的微粒从点P(l,0)由静止释放后沿直线PQ运动.当微粒到达点Q(0,-l)的瞬间,突然将电场方向顺时针旋转900,同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小B=,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大.已知重力加速度为g.求:
【小题1】匀强电场的场强E的大小
【小题2】欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?
【小题3】求微粒从P点开始运动到第二次经过y轴所需要的时间。
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科目:高中物理 来源:2013-2014北京市东城区高三第一学期期末教学统一检测物理试卷(解析版) 题型:计算题
(12分)在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系。一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P(,0)由静止释放后沿直线PQ运动。当微粒到达点Q(0,-l)的瞬间,撤去电场同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大。已知重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小和方向;
(3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?
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