题目内容
如图,坐标系xOy在竖直平面内,第一象限内分布匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外;第二象限内分布着沿x轴正方向的水平匀强电场,场强大小E=
,质量为m、电荷量为+q的带电粒子从A点由静止释放,A点坐标为(-L,
L),在静电力的作用下以一定速度进入磁场,最后落在x轴上的P点.不计粒子的重力.求:
(1)带电粒子进入磁场时速度v的大小.
(2)P点与O点之间的距离.
B2qL |
6m |
| ||
2 |
(1)带电粒子进入磁场时速度v的大小.
(2)P点与O点之间的距离.
分析:1、粒子在电场中只受电场力,粒子水平向右做匀加速直线运动,水平进入第一象限的磁场,在第二象限中根据动能定理计算带电粒子进入磁场时速度v的大小.
2、粒子在第一象限中,只受洛伦兹力,洛伦兹力提供向心力,粒子做圆周运动,计算出半径,画出轨迹,根据直角三角形的知识求解OP距离.
2、粒子在第一象限中,只受洛伦兹力,洛伦兹力提供向心力,粒子做圆周运动,计算出半径,画出轨迹,根据直角三角形的知识求解OP距离.
解答:解:(1)设粒子进入磁场的速度为v,由动能定理得qEL=
mv2
又E=
解得:v=
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设半径为R.
由qvB=m
解得:R=
,
设圆心为C点,则CP=R=
,
OC=
L-R=
L
在直角三角形COP中,有勾股定理的OP=
L.
答:(1)带电粒子进入磁场时速度v的大小为
.
(2)P点与O点之间的距离为
L.
1 |
2 |
又E=
B2qL |
6m |
解得:v=
| ||
3m |
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设半径为R.
由qvB=m
v2 |
R |
解得:R=
| ||
3 |
设圆心为C点,则CP=R=
| ||
3 |
OC=
| ||
2 |
| ||
6 |
在直角三角形COP中,有勾股定理的OP=
1 |
2 |
答:(1)带电粒子进入磁场时速度v的大小为
| ||
3m |
(2)P点与O点之间的距离为
1 |
2 |
点评:本题中带电小球先加速后做圆周运动,关键是画出轨迹图,结合几何关系进行分析.
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