题目内容
(09年肇庆市期末)(17分)在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子重力,求:
(1)M、N两点间的电势差UMN ;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从M点运动到P点的总时间t。
解析:如答图。
(1)设粒子过N点时速度v,有:
=cosθ (1分)
v=2v0 (1分)
粒子从M点运动到N点的过程,有:
qUMN=mv2-mv (2分)
UMN= (1分)
(2)粒子在磁场中以O/为圆做匀速圆周运动,半径为O/N,有
qvB= (1分)
r= (1分)
(3)由几何关系得: ON=rsinθ (2分)
粒子在电场中运动的时间t1,有:ON=v0t1 (1分)
t1= (1分)
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期:T= (1分)
设粒子在磁场中运动的时间t2,有:t2= (2分)
t2= (1分)
t=t1+t2 t= (2分)