题目内容
如图所示,在地面附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场。磁感应强度为B,方向水平并垂直纸面向外。一质量为m、带电量为-q的带电微粒在此区域恰好作速度大小为v的匀速圆周运动。(重力加速度为g)
(1)求此区域内电场强度的大小和方向。
(2)若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点,速度与水平方向成45°,如图所示。则该微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点?最高点距地面多高?
(3)在(2)问中微粒又运动P点时,突然撤去磁场,同时电场强度大小不变,方向变为水平向右,则该微粒运动中距地面的最大高度是多少?
(1)求此区域内电场强度的大小和方向。
(2)若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点,速度与水平方向成45°,如图所示。则该微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点?最高点距地面多高?
(3)在(2)问中微粒又运动P点时,突然撤去磁场,同时电场强度大小不变,方向变为水平向右,则该微粒运动中距地面的最大高度是多少?
解:(1)带电微粒在做匀速圆周运动,电场力与重力应平衡,因此:mg="Eq"
解得: 方向:竖直向下 (3分)
(2)粒子作匀速圆周运动,轨道半径为R,如图所示。 最高点与地面的距离:
解得: (3分)
该微粒运动周期为: 运动到最高点所用时间为: (3分)
(3) (5分) 设粒子升高度为h,由动能定理得:
解得:
微粒离地面最大高度为:
解得: 方向:竖直向下 (3分)
(2)粒子作匀速圆周运动,轨道半径为R,如图所示。 最高点与地面的距离:
解得: (3分)
该微粒运动周期为: 运动到最高点所用时间为: (3分)
(3) (5分) 设粒子升高度为h,由动能定理得:
解得:
微粒离地面最大高度为:
略
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