题目内容

(2011?淮安模拟)如图所示,质量为m、电荷量为e的质子以某一初速度(动能为Ek)从坐标原点O沿x轴正方向进入场区,若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时,质子通过P(d,d)点时的动能为5Ek;若场区仅存在垂直于xoy平面的匀强磁场时,质子也能通过P点.不计质子的重力.设上述匀强电场的电场强度大小为E、匀强磁场的磁感应强度大小为B,则下列说法中正确的是(  )
分析:质子在只有电场的区域运动(垂直电场方向射入),粒子做了平抛运动,应用动能定理可求出电场强度的值.质子在只有磁场存在的区域运动,质子做匀速圆周运动,根据几何关系判断其半径,利用半径公式可求出磁场强度的值.
解答:解:
质子在只有电场存在时,动能由Ek变为5Ek,由动能定理可知电场力做功为:
W=eEd=5Ek-Ek
解得:E=
4Ek
ed

由此可判断,选项AB错误.
质子在只有磁场存在时,质子做匀速圆周运动,由题意可知,运动半径为d,由半径公式有:
d=
mv
eB

设质子进入磁场时的速度为v,则速度为:
v=
2Ek
m

以上两式联立得:
B=
2mEk
ed

所以选项C错误,选项D正确.
故选:D.
点评:对于本题正确分析带电粒子的受力及运动特征是解决问题的前提,灵活选用力学规律是解决问题的关键.
1、明确研究对象,对研究对象进行受力分析.
2、依据力与运动的关系,明确运动性质及运动过程作出运动轨迹?建立合理的运动模型.
3、根据不同的运动模型,选择合适的定律、定理(牛顿运动定律、动能定理等)列方程组求解.
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