题目内容
在xoy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与负x轴成45°角。在x<0且OM的左侧空间存在着负x方向的匀强电场E,场强大小为0.32N/C,在y<0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.1T,如图所示。一不计重力的带负电微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度进入磁场,已知微粒的带电量为q=5×10-18C,质量为m=1×10-24kg,求:
(1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标;
(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;
(3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标。
【解析】(1)带电微粒从O点射入磁场,运动轨迹如图。
第一次经过磁场边界上的A点
由,得m,
A点位置坐标(-4×10-3m,-4×10-3m)。
(2)设带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为T
则t=tOA+tAC=,
周期T= =1.256×10-5s,
所以 t=1.256×10-5s
(3)微粒从C点沿y轴正方向进入电场,做类平抛运动,
,,
代入数据解得:m 。
y=-2r=0.2-2×4×10-3m=0.192m。
离开电、磁场时的位置坐标 (0,0.192m)。
【答案】(1)(-4×10-3m,-4×10-3m);(2)1.256×10-5s;(3)(0,0.192m)
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