题目内容
【题目】如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E;在x轴下方以原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上的P点由静止释放,不计粒子重力的空气阻力的影响。
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(1)粒子进入磁场之后恰好沿平行于x轴的方向飞出,求PO间的距离d;
(2)若粒子在y轴上距O点
处由静止释放,其中d为(1)中计算结果,求粒子经过x轴时的坐标.
【答案】(1)
(2)坐标为![]()
【解析】(1)粒子离开磁场时的速度方向与x轴平行,根据几何关系可得:
粒子在加速电场中,根据动能定理可得![]()
粒子进入磁场后做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力可得
,
解得
(2)设粒子到达O点时的速度为v2,在磁场中运动的半径为r2,根据动能定理可得:
根据洛伦兹力提供向心力可得:
解得
粒子运动轨迹如图所示,
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图中α、β满足:
,可得![]()
故粒子经过x轴时的位置坐标为:
,
解得: ![]()
所以粒子经过x轴时的坐标为![]()
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