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如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-qq>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=lOQ=2l。不计重力。求:⑴M点与坐标原点O间的距离;⑵粒子从P点运动到M点所用的时间。

见解析


解析:

(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,在轴负方向上做初速度为零的匀加速运动,设加速度的大小为;在轴正方向上做匀速直线运动,设速度为,粒子从P点运动到Q点所用的时间为,进入磁场时速度方向与轴正方向的夹角为,则  ①    

  ②   

   ③

其中。又有    ④

联立②③④式,得

因为点在圆周上,,所以MQ为直径。从图中的几何关系可知。

  ⑥         ⑦

(2)设粒子在磁场中运动的速度为,从Q到M点运动的时间为,

则有   ⑧             ⑨

带电粒子自P点出发到M点所用的时间为   ⑩

联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式,并代入数据得     ⑾

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?南县模拟)如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点垂直射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以相同速度沿与x轴成60°角从原点射入磁场,则正、负电子在磁场中运动时间之比为(  )

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如图所示,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对质量和电荷量均相等的正、负离子(不计重力)分别以相同速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场,则正、负离子在磁场中(  )

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(2013?山西模拟)如图所示,在第一象限0<x<6cm的范围内,有一方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B1=0.8T的圆形匀强磁场区域(图中未画出),在x>6cm的范围内有沿y轴负方向的匀强电场;第三、四象限内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2的大小未知.一个质量m=8.0×10-l2kg、电荷量q=2.0×l0-6C的带正电的粒子,以v0=4.0×l03m/s的速度从坐标原点O沿与x轴正方向成60°角射出,经圆形匀强磁场区域后平行x轴方向到达C(6cm,4cm )点,之后从C点垂直电场方向射入匀强电场中,并从D点沿与x轴正方向成45°角进入匀强磁场B2中,最后恰好能返回到O点.不计带电粒子的重力,求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)匀强磁场的磁感位强度B2的大小;
(3)圆形磁场区域的最小面积S0

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在第一象限存在垂直纸面向里大小为B的无限大的匀强磁场,一个质量为m,电量为q带正电的粒子从坐标原点O处以v进人磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场,且与x轴正方向成30.角,不计重力,则粒子在磁场中运动的时间和半径为(  )
A、t=
2πm
3Bq
B、t=
πm
3Bq
C、R=
mv
Bq
D、R=
2mv
3Bq

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