题目内容

如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内,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。一带负电的粒子(不计重力)从A点沿y轴正方向以v0速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,最后从P点射出。

(1)求电场强度的大小和方向。

(2)若仅撤去电场,带电粒子仍从A点以相同的速度射入,恰从圆形区域的边界M点射出。已知OM与x轴的夹角为θ=300,求粒子比荷q/m。

(3)若仅撤去磁场,带电粒子仍从A点以速度v射入,恰从圆形区域的边界N点射出(M和N是关于y轴的对称点),求粒子运动初速度v的大小.

 

(1)E=v0B,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v0,电场强度为E.可判断出粒子受到的洛伦兹力沿x轴正方向,可知电场强度沿x轴正方向(1分),

且有:qE=qv0B (2分) 解得:E=v0B(1分)

(2)仅有磁场时,带电粒子做匀速圆周运动,根据几何关系有:

R=rtana (2分)a=300

由洛伦兹力充当向心力得:qv0B=(2分) 解得:(1分)

(3)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动:

y=vt (1分) x= (1分)qE=ma(2分)

由几何关系知:y=R+Rsinθ (2分) x=Rcosθ(2分)

由以上各式解得(1分)

考点:考查了带电粒子在电场中的运动

 

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