题目内容
如图所示,在坐标系右侧存在一宽度为
、垂直纸面向外的有界匀强磁场,磁感应强度的大小为B;在
左侧存在与y轴正方向成
角的匀强电场。一个粒子源能释放质量为m、电荷量为+q的粒子,粒子的初速度可以忽略。粒子源在点P(
,
)时发出的粒子恰好垂直磁场边界EF射出;将粒子源沿直线PO移动到Q点时,所发出的粒子恰好不能从EF射出。不计粒子的重力及粒子间相互作用力。求:
(1)匀强电场的电场强度;
(2)粒子源在Q点时,粒子从发射到第二次进入磁场的时间。
(1);(2)
解析试题分析:
(1)粒子源在P点时,粒子在电场中被加速,由动能定理
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛仑滋力充当向心力
由几何关系知,
综上所得:
(2)粒子源在Q点时,粒子在磁场中运动轨迹与边界EF相切,
由几何关系知
根据牛顿第二定律 有
磁场中运动速度为
粒子在Q点射出,开始的电场中加速运动:
进入磁场后运动四分之三个圆周:
第一次出磁场后进入电场,作类平抛运动:
粒子从发射到第二次进入磁场的时间
考点: 带电粒子在电场中的运动;带电粒子在电磁场中的运动;
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练习册系列答案
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如图所示,匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里,极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动。当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置且导体棒MN的速度为v0时,位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态。若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻,各接触处接触良好,重力加速度为g,则下列判断正确的是
A.油滴带正电荷 |
B.若将上极板竖直向上移动距离d,油滴将向上加速运动,加速度a = g/2 |
C.若将导体棒的速度变为2v0,油滴将向上加速运动,加速度a = g |
D.若保持导体棒的速度为v0不变,而将滑动触头置于a端,同时将电容器上极板向上移动距离d/3,油滴仍将静止 |