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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?

 

【答案】

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

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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=
2
×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=2×10-2T,方向垂直于纸面向外.把一个比荷为
q
m
=2×108
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电荷第二次到达x轴上的位置.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?济宁一模)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=
2
×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=2×10-2T.把一个比荷为
q
m
=2×108
C/㎏的正电荷从坐标为(0,1.0)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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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网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=
2
×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
q
m
=2×108C/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)电荷第二次到达x轴上的位置坐标.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?德州一模)在如图所示的直角坐标中,x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为E=
2
×104V/m.x轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=2×10-2T.把一个比荷为
q
m
=2×108C/㎏的正点电荷从坐标为(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;
(2)电荷在磁场中做圆周运动的半径(保留两位有效数字);
(3)当电荷第二次到达x轴上时,电场立即反向,而场强大小不变,试确定电荷到达y轴时的位置坐标.

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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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