题目内容
【题目】如图所示,一个质量为m、电荷量为q的正离子,在D处沿图示方向以一定的速度射入磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.结果离子正好从距A点为d的小孔C沿垂直于电场方向进入匀强电场,此电场方向与AC平行且向上,最后离子打在G处,而G处距A点2d(AG⊥AC).不计离子重力,离子运动轨迹在纸面内.求:
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(1)此离子在磁场中做圆周运动的半径r;
(2)离子从D处运动到G处所需的时间;
(3)离子到达G处时的动能
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】试题分析:(1)正离子轨迹如图所示,圆周运动半径r,满足:
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d=r+rcos 60°
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解得![]()
(2)设离子在磁场中的运动速度为v0,则有:T=![]()
由图知离子在磁场中做圆周运动的时间为:t1=
T
离子在电场中做类平抛运动,从C到G的时间为:t2=![]()
离子从D→C→G的总时间为:![]()
(3)设电场强度为E,则有:qE=ma
d=
at
由动能定理得:qEd=EkG-
mv
解得EkG=![]()
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