题目内容
【题目】在科学研究中,可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。如图甲所示,M、N为间距足够大的水平极板,紧靠极板右侧放置竖直的荧光屏PQ,在MN间加上如图乙所示的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里,图中E0、B0、k均为已知量。t=0时刻,比荷q/m=k的正粒子以一定的初速度从O点沿水平方向射入极板间,在0-t1(
)时间内粒子恰好沿直线运动,
时刻粒子打到荧光屏上。不计粒子的重力,涉及图象中时间间隔时取0.8 =
,1. 4 =
,求:
![]()
(1) 在
时刻粒子的运动速度v
(2) 在
时刻粒子偏离O点的竖直距离y
(3) 水平极板的长度L。
【答案】(1)
,方向与水平方向成45o角向下(2)(
)
(3)![]()
【解析】(1)在0~t1时间内,粒子在电磁场中做匀速直线运动,则: ![]()
得![]()
![]()
在t1~t2时间内,粒子在电场中做类平抛运动,
则:
由: ![]()
得:
即v与水平方向成45o角向下
(2)在电场中做类平抛运动向下偏移:在此处键入公式。![]()
在t2~t3时间内,粒子在磁场中做匀速圆周运动,运动周期 ![]()
在磁场中运动时间
,即圆周运动的圆心角为
,此时速度恰好沿水平方向.
磁场中,由
得
![]()
偏离的竖直距离: ![]()
(3)在t3时刻进入电场时以初速度:
做类平抛运动,
再次进入磁场时, ![]()
由
得
即v′与水平方向成45o角向下.
由
得:
综上可得:长度:
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