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如图,y轴的左侧为平行于y轴、宽为L的匀强电场,右侧为垂直于xOy平面、宽度也为L的匀强磁场。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力),如果在电场中由静止释放,它加速运动L/2时速度达到v。现从x=-L处的A点沿x轴正方向以速度v射入电场,垂直于磁场右边界飞出磁场。求:

(1)带电粒子从y轴的何处、怎样进入磁场?

(2)磁场的磁感应强度B。

解:(1)如粒子在电场中由静止释放,有:v2=2a

现粒子以初速v垂直电场进入电场,有:

L=vt

y=at2

vy=at

由以上四式可得:y=

vy=v

粒子从电场中出去时tanθ==1

所以θ=45°

综上可知带电粒子将以v1=v的速度由(0,-)处与x轴正方向夹45°角进入磁场。

(2)由于磁场宽度为L,由偏转轨迹知其为圆弧,得r=L

由粒子运动方程有:qv1B=m得B=

将r及v1值代入得B=

练习册系列答案
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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:

(2013?太原二模)如图甲所示,在Oxy坐标系中,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,紧靠极板的右边缘的等边△FGH区域内有匀强磁场,方向垂直于Oxy平面向里,F、H位子y轴上,边界FG、HG关于x轴对称.位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接连发射质量为m、电荷量为+q、速度相同的带电粒子,现在0~3to时间内两板间加上如图乙所示的电压,已知t=0时刻进入两板间的粒子恰好在t 0时刻射入磁场、且恰好不会从边界HG、FG射出磁场区域,上述l、m、q、t0为已知量,U0=
ml2
qt
 
2
0
,不考虑粒子的重力及粒子间的相互影响,将PQ间电场视为匀强电场,求:
(1)t=0时刻进入两板间的带电粒子射入磁场时的速度;
(2)匀强磁场的磁感应强度;
(3)t=t0时刻进入两板间的带电粒子在匀强磁场中运动的时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子。在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)。已知t = 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、ll0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)(1)求电压U的大小。

(2)求 t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。

(3)何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短?求此最短时间。

 

 


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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子。在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极板边缘的影响)。已知t= 0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、t0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)求:

(1)两板间的电压U0

(2)0~3t0时间内射入两板间的带电粒子在磁场中运动的最长时间t1和最短时间t2

(3)1/2t0时刻射入两板间的带电粒子进入磁场和离开磁场时的位置坐标

 

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科目:高中物理 来源:2011届江苏省姜堰市二中高三上学期学情调查(三)物理试卷 题型:计算题

如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响)。
已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、、t0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)
(1)求电压U0的大小。
(2)求t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。
(3)带电粒子在磁场中的运动时间。

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