题目内容
如图所示,在xOy平面内的第一象限内存在沿Y轴正方向的匀强电场,在第四象限存在有界的磁场,磁感应强度B=9.0×10-3T,有一质量为m=9.0×10-31kg,电量为e=1.6×10-19C的电子以v0=2.0×107m/s的速度从Y轴的p点(0,2.5
cm)沿X轴正方向射入第一象限,偏转后从X轴的Q点射入第四象限,方向与X轴成600角,在磁场中偏转后又回到Q点,方向与X轴也成600角。不计电子重力,求:
![]()
(1)OQ之间的距离及电子通过Q点的速度大小。
(2)若在第四象限内的磁场的边界为直线边界,即在虚线Y=Y0的下方有磁场,如图中所示。求Y0的坐标。
(3)若在第四象限内的磁场为圆形边界的磁场,圆形边界的磁场的圆心坐标的范围
(1)
v=
(2)、
(3)
,-
≤y<-5cm
解析:(1)电子在电场做类平抛运动,从P到Q过程中,
=
①
②
③
④
⑤
(2)电子在磁场中做匀速圆周运动
Bqv=m
⑥
由几何关系可知,电子回到Q点有:
⑦
⑧
(3)由几何关系可知,圆形磁场的圆心在Q点的正下方,即
⑨
圆形磁场应与电子轨迹有公共弦,同时只要磁场半径r大于R即可
y=
⑩
圆形磁场在第四象限, 磁场半径应小于5cm, 由几何关系可知,
y= ![]()
⑾
即圆形磁场的圆心的坐标应满足:
,-
≤y<-5cm
①3分②③④⑤各1分 ⑥⑦⑧各2分 ⑨1分⑩2分⑾2分