题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场, y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q(-2h,-h)点以速度v0水平向右射出,经过坐标原点O处射入第Ⅰ象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场。已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:
(1)电场强度E的大小以及带电粒子从O点射出匀强电场时与水平方向夹角α的正切值;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子从Q点运动到射出磁场的时间t.
【答案】(1), (2)(3)
【解析】试题分析:(1)粒子在电场中运动过程中,由平抛运动规律及牛顿运动定律得:
2h=v0t
qE=ma
得
粒子到达O点时,沿+y方向的分速度
速度与x正方向的夹角α满足
(2)粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场,垂直于NP射出磁场,
粒子在磁场中的速度
轨道半径
由得:
(3)粒子在电场中的运动时间:
粒子在磁场和电场之间的运动时间为:
粒子在磁场中的运动时间为:
故总时间为:
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