题目内容

【题目】如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右;,磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为+q、质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中,正好做直线运动,当微粒运动到A(l,l)时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),粒子继续运动一段时间后,正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力,求:

(1)电场强度E的大小;

(2)磁感应强度B的大小;

(3)粒子在复合场中的运动时间。

【答案】(1);(2);(3)

【解析】(1)微粒在到达A(l,l)之前做匀速直线运动,受力分析如图:

根据平衡条件,有:;解得:

(2)根据平衡条件,有:;电场方向变化后,微粒所受重力与电场力平衡,微粒在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,轨迹如图:

根据牛顿第二定律,有:

由几何关系可得:

联立解得:

(3)微粒做匀速直线运动的时间为:

做圆周运动的时间为:

在复合场中运动时间为:

故本题答案是:(1);(2);(3)

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