题目内容
(16分)如图所示,在矩形ABCD区域内,对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长为L,AB边长为2L.一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求:
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(1)带电粒子经过P点时速度v的大小和方向;
(2)电场强度E的大小;
(3)磁场的磁感应强度B的大小和方向.
【答案】
见解析
【解析】
试题分析: (1) 带电粒子在电场中做类平抛运动,则
水平方向:L=v0t (1分)
竖直方向:
=
t (1分)
得vy=v0 (1分)
则P点的速度为v=
v0 (1分)
速度与水平方向的夹角为θ,tanθ=
=1,所以θ=45°(1分)
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(2) vy=at, a=
, L=v0t,解得E=
(5分)
(3) 由几何关系可知,粒子在磁场中转过的圆心角为45° (1分)
由几何关系得r=
L (2分)
粒子在磁场中做匀速圆周运动,qvB=m
(1分)
得B=
(1分)
磁场方向垂直纸面向外. (1分)
考点:带电粒子在匀强电场中的类平抛和匀强磁场中的匀速圆周运动,注意运用数学知识解决物理问题
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