题目内容

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xoy的第一象限有沿y轴负方向、场强为E=200N/C的匀强电场,第二象限有垂直于xoy平面向外的匀强磁场。现有一质量m=2.0×1011kg,电量q=1.0×105C带正电的粒子,从负x轴上的A点以v=1.0×104m/s的速度垂直x轴进入磁场,恰好垂直通过y轴上的P点并进入电场,经过电场后通过x轴上的Q点。已知OP的长度h=2m,不计粒子重力,求:

(1)磁感应强度B的大小;

(2)OQ的长度L

(3)粒子从A点运动到Q点的总时间t

【答案】(1) (2) (3) t=5.14×104s

【解析】

(1)微粒进入磁场后做匀速圆周运动,设轨道半径为r

由牛顿第二定律有:

由几何关系知:

由①②式代入数据解之得:B=0.01T ③

(2)设微粒在偏转电场中运动时间为t, 加速度为a做类平抛运动

水平方向:

竖直方向:

联立④⑤⑥式代入数据解之得:

(3)由⑥式代入数据解之得:t=2×104s

粒子在磁场中运动时间为:

粒子从A点运动到Q点的总时间:t=t1+t=5.14×104s.

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