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如图所示,在xOy平面内的第III象限中有沿-y方向的匀强电场,场强大小为E.只第I和第II象限有匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向里,有一质量为m,电荷量为e的电子,从y轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场,P点坐标为(0,-
m
v20
2Ee
)
,经电场偏转后,与x轴负半轴成一定角度进入磁场,设磁感应强度B的大小为
4E
3v0
.求:
(1)电子经过x轴负半轴的坐标和此时速度方向与-x轴方向的夹角;
(2)电子再次经过y轴负半轴的坐标.
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(1)电子在电场做类平抛运动,加速度为a=
Ee
m

y0=
m
v20
2Ee
,则时间为t=
2y0
a

电子经过x轴负半轴的坐标x=-v0t=-v0
2y0
a
=-2y0=-
m
v20
Ee

tanθ=
vy
vx
=
at
v0
=1,得θ=45°

故速度方向与-x轴方向成45°
(2)电子进入磁场速度应为
2
v0
,进入磁场方向与x轴负方向成45°
进入磁场所作圆周运动半径R=
2
mv0
4Ee
3v0
=
3
2
m
v20
4Ee
=
3
2
m
v20
4Ee
=
3
2
2
y0


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如图,由几何关系可知三角形OAB为等边直角三角形,令轨迹与x轴两交点间距离为AB,已知半径R=
3
2
2
y0

由等边直角三角形可知
.
AB
=
2
R=3y0

由(1)问中知|OA|=2y0
.
OB
=
.
AB
-
.
OA
=3y0-2y0=y0

如图,由对称性要知:电子接着从B点射出磁场时,速度方向与x轴负方向成45°角,电子做匀速直线运动
当电子经过y轴的负半轴时,可知|OB|=|OP|即P点坐标为(0,y0)即坐标为(0,-
m
v20
2Ee
).
故再次经过y轴的坐标为-
m
v20
2Ee
,即与P点重合.
答:(1)电子经过x轴负半轴的坐标为(-
m
v20
eE
,0)和此时速度方向与-x轴方向的夹角为45°;
(2)电子再次经过y轴负半轴的坐标(0,-
m
v20
2Ee
).
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?安徽模拟)如图所示,在xoy平面上,直线OM与x轴正方向夹角为45°,直线OM左侧存在平行y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向.直线OM右侧存在垂直xoy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场.一带电量为q质量为m带正电的粒子(忽略重力)从原点O沿x轴正方向以速度vo射入磁场.此后,粒子穿过磁场与电场的边界三次,恰好从电场中回到原点O.(粒子通过边界时,其运动不受边界的影响)试求:
(1)粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径;
(2)匀强电场的强度;
(3)粒子从O点射出至回到O点的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场,y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1=
mv0
qL
、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L,高度均为3L.质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标为(-2L,-
2
L)的A点以速度v0沿+x方向射出,恰好经过坐标为[0,-(
2
-1)L]的C点射入区域Ⅰ.粒子重力忽略不计.

(1)求匀强电场的电场强度大小E;
(2)求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标;
(3)要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场,可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场.试确定磁感应强度B的大小范围,并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?连云港二模)如图所示,在xoy平面上,一个以原点O为中心、半径为R的圆形区域内存在着一匀强磁场.磁场的磁感应强度为B,方向垂直于xoy平面向里.在O点处原来静止着一个具有放射性的原子核--氮(
 
13
7
N),某时刻该核发生衰变,放出一个正电子和一个反冲核.已知正电子从O点射出时沿x轴正方向,而反冲核刚好不会离开磁场区域.不计重力影响和粒子间的相互作用.
(1)试写出衰变方程;
(2)画出正电子和反冲核的轨迹示意图;
(3)求正电子离开磁场区域时的坐标.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在xOy平面上,一个以原点O为圆心,半径为4R的原型磁场区域内存在着匀强磁场,磁场的方向垂直于纸面向里,在坐标(-2R,0)的A处静止着一个具有放射性的原子核氮713N.某时刻该核发生衰变,放出一个正电子和一个反冲核,已知正电子从A处射出时速度方向垂直于x轴,且后来通过了y轴,而反冲核刚好不离开磁场区域.不计重力影响和离子间的相互作用.
(1)写出衰变方程.
(2)求正电子做圆周运动的半径.
(3)求正电子最后过y轴时的坐标.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在xOy平面上,以y轴上点Ol为圆心,半径为R=0.3m的圆形区域内,分布着一个方向垂直于xOy平面向里,磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场.一个比荷
q
m
=1.0×108C?kg-1的带正电粒子,从磁场边界上的原点O,以v=
3
×107m?s-1的初速度,沿不同方向射入磁场,粒子重力不计,求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)粒子通过磁场空间的最长运动时间.

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