题目内容
如图所示,POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场,POx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,OP与x轴成θ角.不计重力的负电荷,质量为m、电量为q,从y轴上某点以初速度v垂直电场方向进入场区,经电场偏转后垂直OP进入磁场,然后又垂直x轴离开磁场.求:(1)电荷进入磁场时的速度大小.
(2)电场力对电荷做的功.
(3)电场强度E与磁感应强度B的比值.
【答案】分析:(1)由运动的分解,即可求解;
(2)由动能定理,则可求出电场力做功;
(3)由牛顿第二定律,根据几何关系与速度的分解,则可求出电场强度与磁感应强度的比值.
解答:解:(1)设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v,则有:

(2)由动能定理,电场力做功为:
(3)设带电粒子在磁场中运动的半径为R,由牛顿第二定律:
依题意:
几何关系:
有:
又,vDy=vcotθ 在 y 方向:
联立可得:
答:(1)电荷进入磁场时的速度大小为
.
(2)电场力对电荷做的功为
.
(3)电场强度E与磁感应强度B的比值为v.
点评:考查运动的分解、动能定理、牛顿第二定律理解与掌握,同时结合几何关系来综合解题.
(2)由动能定理,则可求出电场力做功;
(3)由牛顿第二定律,根据几何关系与速度的分解,则可求出电场强度与磁感应强度的比值.
解答:解:(1)设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v,则有:
(2)由动能定理,电场力做功为:
(3)设带电粒子在磁场中运动的半径为R,由牛顿第二定律:
依题意:
联立可得:
答:(1)电荷进入磁场时的速度大小为
(2)电场力对电荷做的功为
(3)电场强度E与磁感应强度B的比值为v.
点评:考查运动的分解、动能定理、牛顿第二定律理解与掌握,同时结合几何关系来综合解题.
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