题目内容
【题目】在直角坐标系中,y轴左侧有一对带小孔的竖直平行金属板M.N分别与圆形金属线圈的首尾两端相接,两小孔连线在x轴上,如图,线圈面积,匝数,线圈内有垂直纸面向里且随时间均匀增大的匀强磁场,磁感应强度。Y轴右侧有一足够长.宽度的电磁复合场区域,其中匀强电场的场强、方向竖直向下,匀强磁场的磁感应强度大小、方向垂直纸面向里。一带正电微粒从M板的小孔处由静止释放,微粒沿x轴正方向垂直进入复合场区域时恰好不发生偏转,不计空气阻力和重力作用,求:
(1)该微粒比荷的大小;
(2)当只撤去复合场区域的磁场时,该微粒穿出电场区域点的坐标;
(3)当只撤去复合场区域的电场时,该微粒穿出磁场区域时速度方向的偏转角。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
试题分析:(1)微粒在复合场中不发生偏转,受电场力和洛伦兹力作用而平衡,有:,微粒在平行金属板M、N中被加速,有:,根据法拉第电磁感应定律,有,联立得:;
(2)微粒带正电,所受电场力沿y轴负方向,在电场中做类平抛运动,则有:
沿x轴方向:
沿y轴方向:,其中,解得:;
故穿出电场区域点的坐标为;
(3)微粒进入匀强磁场区域后,按左手定则,向上偏转做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力有,代入数据,得:;,由几何关系有,得。
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