题目内容

【题目】如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限中分布着沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限中分布着方向向里垂直纸面的匀强磁场.一个质量为m、带电+q的微粒,在A点(0,3)以初速度v0=120m/s平行x轴射入电场区域,然后从电场区域进入磁场,又从磁场进入电场,并且先后只通过x轴上的p点(6,0)和Q点(8,0)各一次.已知该微粒的比荷为=102C/kg,微粒重力不计,求:

(1)微粒从A到P所经历的时间和加速度的大小;

(2)求出微粒到达P点时速度方向与x轴正方向的夹角,并画出带电微粒在电磁场中由A至Q的运动轨迹;

(3)电场强度E和磁感强度B的大小.

【答案】(1) 2.4×103m/s2(2) 45°(3)1.2T

【解析】

(1)微粒从平行x轴正方向射入电场区域,由AP做类平抛运动,微粒在x轴正方向做匀速直线运动,

xv0t,得t=0.05 s,

微粒沿y轴负方向做初速度为零的匀加速直线运动,由yat2

a=2.4×103 m/s2.

(2)vyat,tan α=1,所以α=45°.

轨迹如图:

(3)qEma,得E=24 N/C

设微粒从P点进入磁场以速度v做匀速圆周运动,vv0=120m/s,

,得

由几何关系,可知rm,可得B=1.2 T.

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