题目内容

【题目】边长L0.20m的正方形区域内存在匀强磁场和匀强电场,其电场强度为E1×104V/m,磁感强度B0.05T,磁场方向垂直纸面向里,当一束质荷比为5×10-8kg/C的正离子流,以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入,离子流穿过电磁场区域而不发生偏转,如右图所示,不计正离子的重力,求:

1)电场强度的方向和离子流的速度大小

2)在离电磁场区域右边界D=0.4m处有与边界平行的平直荧光屏.若撤去电场,离子流击中屏上a点;若撤去磁场,离子流击中屏上b点,则ab间的距离是多少?.

【答案】1)竖直向下;21.34m

【解析】

1)正离子经过正交场时竖直方向平衡,因洛伦兹力向上,可知电场力向下,则电场方向竖直向下;

由受力平衡得

离子流的速度

2)撤去电场,离子在磁场中做匀速圆周运动,所需向心力由洛伦兹力提供,则有

离子离开磁场后做匀速直线运动,作出离子的运动轨迹如图一所示

图一

由几何关系可得,圆心角

若撤去磁场,离子在电场中做类平抛运动,离开电场后做匀速直线运动,运动轨迹如图二所示

图二

通过电场的时间

加速度

在电场中的偏移量

粒子恰好从电场右下角穿出电场,则

由几何关系得

ab的距离

=1.34m

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