题目内容

如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射人,带电粒子恰好做匀速直线运动,经时间从P点射出。

(1)求电场强度的大小和方向。

(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经/2时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。

(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点沿原方向射入,且速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间

 

(1),电场强度沿x轴正方向;(2)(3)

【解析】

试题分析:(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E,由粒子做匀速直线运动可得:

解得:

判断出粒子受到的洛伦兹力沿x轴负方向,于是可知电场强度沿x轴正方向。

(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中作类平抛运动,有:

因射出位置在半圆形区域边界上,有:

由②④⑤⑥式解得:

(3)仅有磁场时,入射速度,带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,设轨道半径为r,由牛顿第二定律有:

又:

由③⑦⑧⑨式联立解得:

由几何关系知:

则带电粒子在磁场中运动的时间为:

由③⑦⑧⑨⑩联立解得:

考点:带电粒子在匀强电场中的运动及在匀强磁场中的运动.

 

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