题目内容
【题目】如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E。一质量为m,电荷量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出。射出之后,第三次到达x轴时,它与点O的距离为L。
①带电粒子在磁场中做何种运动?
②带电粒子在电场中做何种运动?
③求此粒子射出时的速度v
④运动的总路程s(重力不计)。
【答案】
【1】 匀速圆周运动(半周)
【2】 往复运动,匀减速到零后匀加速返回
【3】 运动轨迹如右图L=4R
设粒子初速度为v,qvB=mv2/R
【4】 πL/2+qB2L2/(16mE)
【解析】
试题①带电粒子垂直进入磁场,在磁场中做匀速圆周运动(半周)
②进入电场后,电场力方向与运动方向相反,匀减速到零后匀加速返回,做往复运动,
③由题意知第3次经过x轴的运动如图所示:
设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由几何关系知:L=4R。设粒子初速度为v,则有:qvB=m可得:v=;
④设粒子进入电场作减速运动的最大路程为L′,加速度为a,则有:v2=2aL′qE=ma
则电场中的路程:L′=,粒子运动的总路程:s=2πR+2L'=
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