题目内容
(19分)如图所示,一带电粒子以与水平方向成60°角速度在竖直平面内做直线运动,经过一段时间后进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域(图中未画出磁场区域),粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场。 电场强度大小为E,方向竖直向上。当粒子穿出电场时速度大小变为原来的
倍。 已知带电粒子的质量为m,电量为q,重力不计。求:![]()
(1)粒子带什么电?简述理由;
(2)带电粒子在磁场中运动时速度多大;
(3)该圆形磁场区域的最小面积为多大。
(1)负电 (2)
(3)![]()
解析试题分析:(1)根据粒子在磁场中偏转的情况和左手定则可知,粒子带负电.(2分)
(2)由于洛伦兹力对粒子不做功,故粒子以原来的速率进入电场中,设带电粒子进入电场的初速度为v0,在电场中偏转时做类平抛运动,
(1分)
(1分)
(1分)
(1分)
由题意知粒子离开电场时的末速度大小为
,将vt分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度,
(1分)联立上述五式解得
(2分)
(3)设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,圆形磁场区域的半径为r,![]()
(2分)
(2分)
由几何知识可得
(2分)磁场区域最小面积为
(2分)解得
(2分)
考点:本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;匀速圆周运动;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动
练习册系列答案
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如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是( )![]()
| A.滑块受到的摩擦力不变 |
| B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关 |
| C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 |
| D.B很大时,滑块可能静止于斜面上 |