题目内容

【题目】如图所示,xoy坐标系中,y>0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场,y<0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场(方向未画出)。现有一质量为m,电荷量大小为-q(重力不计)的带电粒子,以初速度v0(v0沿x轴正方向)y轴上的a点出发,运动一段时间后,恰好从x轴上的d点第一次进入磁场,然后从O点第次离开磁场。已知oa=L,od=2L,

(1)电场强度;

(2)磁感应强度的大小和方向。

【答案】(1) (2)

【解析】

运用运动的合成与分解,结合牛顿第二定律与运动学规律结合即可求出E的大小;洛伦兹力提供向心力结合圆周运动的规律再与几何关系结合可求磁感应强度的大小;根据左手定则确定磁感应强度的方向

解:(1)粒子在匀强电场中做类平抛运动

x方向:

y方向:

根据牛顿第二定律得:

①②③式得:电场强度

(2)设粒子在电场中出射时沿y方向的速度大小为vy,速度方向与x轴正方向的夹角为α

y方向:

联立①②④式得:

,所以

所以粒子进入磁场时速度大小:

画出粒子的运动轨迹如图,根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里

根据洛伦兹力提供向心力有:

根据几何关系有:

⑤⑥⑦式得:

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