题目内容
【题目】在如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为45o且斜向上方。现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴正方向夹角为45o。 不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大,则离子第三次穿越x轴时速度的大小为_______,C点横坐标为_________。
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【答案】
【解析】
[1]离子在空间中的运动情况如图所示
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离子从A点开始做匀速圆周运动,第一次经过x轴后做匀减速直线运动,速度减为零后又做匀加速直线运动,根据可逆性可知,离子第二次回到x轴的速率和离开时相同,第二次进入磁场,然后做匀速圆周运动,所以离子第三次穿越x轴的速度大小为v0;
[2]磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动,由牛顿第二定律得:
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解得:
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由几何知识知
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