题目内容

【题目】在如图所示的直角坐标系中,x轴的上方存在与x轴正方向成角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为x轴的下方有垂直于面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为,把一个比荷为的正电荷从坐标为A点处由静止释放,电荷所受的重力忽略不计。

1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间;

2)求电荷在磁场中圆周运动的半径(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。

【答案】123

【解析】(1)如图,电荷从A点匀加速运动到x轴上C点的过程:

位移sACm

加速度a2×1012m/s2

时间t106s.

(2)电荷到达C点的速度为

vat2×106m/s

速度方向与x轴正方向成45°角,在磁场中运动时

qvB

Rm

即电荷在磁场中的偏转半径为0.71 m.

(3)轨迹圆与x轴相交的弦长为ΔxR1 m,所以电荷从坐标原点O再次进入电场中,且速度方向与电场方向垂直,电荷在电场中做类平抛运动.

设电荷到达y轴的时间为t′,则:

tan 45°

解得t′2×106s

则类平抛运动中垂直于电场方向的位移

Lvt′4m

y8 m

即电荷到达y轴时位置坐标为(0,8)

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