题目内容

如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等. 有一个带电粒子以初速度v0垂直x轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场.已知OP之间的距离为d,则带电粒子(  )

A.在电场中运动的时间为
B.在磁场中做圆周运动的半径为
C.自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为
D.自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为

AD

解析试题分析:由于粒子以45°离开电场,则有tan45°=vx/vy=1,vx=vy=v0=at,而又有vx2=2ad,则得t=2d/v0,所以A选项正确;据平抛运动中速度偏向角的正切值等于位移偏向角正切值的两倍,则有tanθ=2tanα,即1=2y/d,则y=d/2,所以有粒子在磁场中的运动半径为R=y/cos45°=2d,所以B选项错误;进入磁场到第一次经过x轴所用时间为:t1=l/v,而v=v0,l=Rθ=2d 3 /4=3d/2,所以有t1=3d/2v0;进入另一个磁场后做半圆周的匀速圆周运动,其时间为:t2=R/v=2/v0;在电场中的运动时间为:t3=2d/v0;则总的时间为t=4d/2v0+7d/2v0,所以C选项错误而D选项正确。
考点:本题考查带电粒子在匀强磁场和匀强电场中的运动。

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