题目内容

(12 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点以一定的初速度垂直于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,已知ON=d,如图所示.不计粒子重力,求:

(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R;

(2)粒子在M点的初速度的大小;

(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.

(1)(2)v0=(3)t。

【解析】

试题分析:(1)做出带电粒子的运动轨迹如图

由三角形相关知识得 (2分)

(1分)

(2)由qvB=mv2/R (2分)

得v (1分)

在N点速度v与x轴正方向成θ=60°角射出

电场,将速度分解如图

cosθ= v0/v (1分)

得射出速度v=2v0, v0= (1分)

(3)粒子在电场中运动的时间t1,有d=v0t1 (1分)

所以t1= (1分)

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T ,故 T (2分)

设粒子在磁场中运动的时间t2,有t2 (1分)

所以 t2,t=t1+t2,所以 t (1分)

考点:带电粒子在复合场中的运动。

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