题目内容
【题目】如图所示,在纸面内建立直角坐标系xOy,以第Ⅲ象限内的直线OM(与负x轴成45°角)和正y轴为界,在x<0的区域建立匀强电场,方向水平向左,场强大小E=0.32V/m;以直线OM和正x轴为界,在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,一不计重力的带负电粒子,从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场,已知粒子的比荷为q/m=5×106C/kg,求:
(1)粒子第一次经过磁场边界时的位置坐标
(2)粒子在磁场区域运动的总时间
(3)粒子最终离开电磁场区域时的位置坐标.
【答案】(1)(﹣4×10﹣3m,﹣4×10﹣3m);(2)1.265×10﹣5s;(3)(0,0.192m).
【解析】
试题分析:(1)粒子带负电,从O点沿y轴负方向射入磁场,沿顺时针方向做圆周运动.
第一次经过磁场边界上的一点(设为A点),由得:,
所以,A点的坐标为:(﹣4×10﹣3m,﹣4×10﹣3m)
(2)设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,第二次出磁场的点为C,第二次进入磁场的运动为圆周,粒子在磁场中运动的总时间为: 又
代入数据解得:T=1.265×10﹣5s,所以t=1.265×10﹣5s
(3)粒子从C点沿y轴正方向进入电场,做类平抛运动,则,
由平抛规律得: △y=v0t1
代入数据解得:△y=0.2m y=△y﹣2r=0.2m﹣2×4×10﹣3m=0.192m
粒子离开电磁场时的位置坐标为:(0,0.192m).
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