题目内容
【题目】如图,在xOy平面第一象限整个区域分布一匀强电场,电场方向平行y轴向下。在第四象限内存在一有界匀强磁场,左边界为y轴,右边界为x=5L的直线。磁场方向垂直纸面向外、一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度,垂直y轴射入匀强电场,在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成45°角进入匀强磁场.已知OQ=L,不计粒子重力。求:
(1)P点的纵坐标;
(2)要使粒子能再次进入电场,磁感应强度B的取值范围。
【答案】(1) (2)
【解析】试题分析:(1)设粒子进入磁场时y方向的速度为vy,则:
① 2分
设粒子在电场中运动时间为t,有:
② 2分
③ 2分
联解①②③得:
④ 2分
(2)作出粒子刚好能再进入电场的轨迹如图所示。 ⑤
设此时的轨迹半径为r,由几何关系有:
⑥ 3分
粒子在磁场中的速度:
⑦ 3分
根据牛顿定第二定律: ⑧ 2分
联解⑥⑦⑧得: ⑨ 2分
要使粒子能再进入电场,磁感应强度B的范围⑩ 2分
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