在如图所示的直角坐标系中,一、四象限存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,二、三象限存在沿y轴负方向的匀强电场。现有一质量为m、电量为q的带点粒子从x轴负半轴上坐标为(-x , 0 )的位置出发开始运动,速度大小为v0,方向沿x轴正方向,粒子只受电场和磁场力的作用。若要粒子能够回到出发点,电场强度应为多大?粒子需多长时间回到出发点?
粒子射入磁场之前,在x方向做匀速直线运动,在y方向做匀变速直线运动。设电场强度大小为E,则根据x方向的匀速运动可求出此段运动的时间
t1= (2分)
根据y方向的匀变速直线运动规律,y方向的位移和末速度大小为
y1== (2分)
vy== (2分)
在磁场中粒子做匀速圆周运动,轨迹如图所示
由粒子在磁场中运动的规律,半径
R= (2分)
粒子在y方向的位移大小
y2=2Rcosθ
== (2分)
粒子离开磁场再次进入电场,在x方向做匀速直线运动,在y方向做匀变速直线运动。若能回到出发点,设此运动时间为t3。由x方向上做匀速直线运动
t3=
此阶段y方向做匀变速直线运动的位移
y3== (2分)
综合3段运动,粒子回到出发点,有
y1-y2+y3=0 (2分)
代入以上结果可得
E= (1分)
【解析】略
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2 |
q |
m |
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科目:高中物理 来源:2013届广东省高二上学期期中测试物理卷 题型:选择题
(16分)在如图所示的直角坐标中,x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场,场强的大小为E=×104V/m。x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场,磁感应强度的大小为 B=1×10-2T。把一个比荷为C/kg的正电荷从y轴上坐标为(0,1)的A点处由静止释放。电荷所受的重力忽略不计,求:
(1)电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t;
(2)电荷在磁场中的偏转半径;
(3)电荷第三次到达x轴上的位置。
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