题目内容

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内有竖直向下的匀强电场E1,虚线是第二、三象限的角平分线,虚线的右上方有垂直纸面向里的匀强磁场B;第三、四象限有水平向左的匀强电场E2,且E1=E2。现有一电荷量为q、质量为m的带电微粒由x轴上的P点(L0),以大小为v0、方向与x轴正方向成45°角的速度射入第二象限,微粒沿直线运动到虚线上的Q点,然后进入磁场,再从坐标原点O进入第三象限,最后打在y轴上的N点,已知重力加速度为g。求:

(1)电场强度E1的大小和磁场感应强度B的大小;

(2)微粒通过N点的位置坐标和速度;

(3)微粒从P点运动到N点经历的时间。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)由带电微粒沿PQ做直线运动,可知

qE1=mg

解得

带电微粒从QO的过程,做匀速圆周运动,如图,轨道半径

解得

(2)带电微粒从O点垂直虚线射入第三象限,因为E2=E1,沿x方向:初速度

仅受向右的电场力qE2=mg,所以

(沿x轴正方向)

沿y方向:初速度

仅受重力mg,所以

(沿y轴负方向);

vNx轴正方向夹角为,则

综上可得:

所以N点坐标为

(3)根据

可见,微粒从PN经历的时间t

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