题目内容

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的有界矩形匀强磁场区域(图中未画出);在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上坐标为A点。粒子源沿y轴正方向释放出一个速率为的电子,电子通过y轴上的C点时,速度方向与y轴正方向成 =45°角,电子经过磁场偏转后从D点(图中未画出)离开磁场,之后恰好垂直通过第一象限内与x轴正方向成 15°角的射线ON.已知电子的质量为m,电荷量值为e,不考虑电子的重力。求

(1)匀强电场的电场强度E的大小;

(2)电子在电场和磁场中运动的总时间t

(3)CD两点间的距离。

【答案】(1);(2);(3)

【解析】

电子从AC的过程中,由动能定理得:

联立解得:

电子在电场中做类平抛运动,沿电场方向有:

其中

由数学知识知电子在磁场中的速度偏向角等于圆心角:

电子在磁场中的运动时间:

其中

电子在电场和磁场中运动的总时间

联立解得:

电子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,

则有

磁场存在的最小矩形区域如图所示。

由数学知识得:

联立解得:

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