题目内容

【题目】如图所示,在坐标系xOy平面的x>0区域内,存在电场强度大小E=2×105N/C、方向垂直于x轴的匀强电场和磁感应强度大小B=0.20 T、方向与xOy平面垂直向外的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏PQ,在x轴上的M(10,0)点处有一粒子发射枪向x轴正方向连续不断地发射大量质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=3.2×10-19C的带正电粒子(重力不计),粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场,并使粒子发射枪以M点为轴在xOy平面内以角速度顺时针匀速转动(整个装置都处在真空中)。

(1)判断电场方向,求粒子离开发射枪时的速度;

(2)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;

(3)荧光屏上闪光点的范围;

(4)荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间。

【答案】(1)106m/s (2)0.1m (3) 0.273m (4)0.42s

【解析】(1)带正电粒子(重力不计)在复合场中沿x轴做匀速运动,根据左手定则可得洛伦兹力方向向下,所以电场力方向向上,电场强度方向向上

速度

(2)撤去电场后,有

所以粒子在磁场中运动的轨迹半径

(3)画图可知,粒子最上端打在B点,最下端打在A点

所以荧光屏上闪光点的范围

(4)因为粒子在磁场总做圆周运动的周期,所以粒子在磁场中运动的时间可以忽略不计

闪光点从最低点到最高点的过程中,粒子枪转过的圆心角为

所用时间

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