题目内容

如图所示,在矩形ABCD区域内,对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长为L,AB边长为2L。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求:

(1)电场强度E的大小和带电粒子经过P点时 速度v的大小和方向;

(2)磁场的磁感应强度B的大小和方向。

 

【答案】

(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,则水平方向:  (2分)

           竖直方向:   (2分)

              解得:   (2分)

        在竖直方向粒子做匀变速运动竖直分速度为vy,则有

                 代入得:  (2分)

P点的速度为  (2分)

速度与水平方向的夹角为

     所以:       (1分)

 (2)由几何关系可知:粒子在磁场中转过的圆心角为45º   (1分)

       (1分)

     得:    (1分)

粒子在磁场中做匀速圆周运动

(2分)

得:(1分)磁场方向垂直纸面向外。 (1分)

【解析】略

 

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