题目内容
7.(1)匀强电场场强E;
(2)匀强磁场磁感应强度B.
分析 带正电粒子在电场中类平抛运动,可分解为水平方向的匀加速直线运动和竖直方向的匀速直线运动,根据牛顿第二定律求加速度,根据运动学公式列出方程即可求解.进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,根据几何关系求出半径画出轨迹图,求出磁感应强度.
解答
解:(1)粒子从M点竖直向下射入电场做类平抛运动,水平方向匀加速直线运动,根据牛顿第二定律qE=ma
水平方向:$L=\frac{1}{2}a{t}_{\;}^{2}$
竖直方向:$2L={v}_{0}^{\;}t$
联立以上各式解得$E=\frac{m{v}_{0}^{2}}{2qL}$
(2)粒子到达A点时${v}_{y}^{\;}=at=\frac{qE}{m}t={v}_{0}^{\;}$
${v}_{A}^{\;}=\sqrt{{v}_{0}^{2}+{v}_{y}^{2}}=\sqrt{2}{v}_{0}^{\;}$
粒子进入磁场做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力$q{v}_{A}^{\;}B=m\frac{{v}_{A}^{2}}{R}$
解得$R=\frac{m{v}_{A}^{\;}}{qB}=\frac{\sqrt{2}m{v}_{0}^{\;}}{qB}$
作出粒子运动的轨迹图,根据几何关系得$R=\sqrt{2}L$
联立以上各式得$B=\frac{m{v}_{0}^{\;}}{qL}$
答:(1)匀强电场场强E为$\frac{m{v}_{0}^{2}}{2qL}$;
(2)匀强磁场磁感应强度B为$\frac{m{v}_{0}^{\;}}{qL}$.
点评 本题关键是弄清运动过程,画出轨迹,电场中类平抛运动,运用基本的运动学规律求解,磁场中要熟练掌握左手定则,半径公式及几何关系,属于基本运用.
练习册系列答案
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15.
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