题目内容
如图所示,在y轴的右侧存在磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场,在x轴的上方有一平行板式加速电场。有一薄绝缘板放置在y轴处,且与纸面垂直。现有一质量为m、电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速,然后以垂直于板的方向沿直线从A处穿过绝缘板,而后从x轴上的D处以与x轴负向夹角为30°的方向进入第四象限,若在此时再施加一个电场可以使粒子沿直线到达y轴上的C点(C点在图上未标出)。已知OD长为l,不计粒子的重力.求:![]()
(1)粒子射入绝缘板之前的速度
(2)粒子经过绝缘板时损失了多少动能
(3)所加电场的电场强度和带电粒子在y轴的右侧运行的总时间.
(1)
(2)
(3)![]()
解析试题分析:(1)粒子在电场中加速由动能定理可知
3分
解得:
1分
(2)粒子在磁场中作圆周运动轨迹如图由几何关系可得轨道半径为2l ………………2分![]()
由
2分
解得
=
1分
所以损失动能为
1分
带入结果得
1分
(3)粒子若作直线运动则
=Eq 1分
代入数据解得E=
1分
方向与x轴正向斜向下成60°角 1分
粒子在第一象限作匀速圆周运动的时间t1=
1分
粒子在第四象限做匀速直线运动时间t2=
=
1分
粒子x轴右侧运行的总时间t=![]()
=
1分
考点:考查了粒子带在电场中的运动,
点评:带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同.先分析受力情况再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速,直 线或曲线),然后选用恰当的规律解题.解决这类问题的基本方法有两种,第一种利用力和运动的观点,选用牛顿第二定律和运动学公式求解;第二种利用能量转化 的观点,选用动能定理和功能关系求解.