题目内容

如图所示,坐标系xOy位于竖直平面内,在该区域内有场强E=12N/C、方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、沿水平方向且垂直于xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10kg,电量q=2.5×10C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.取g=10 m/s2,求:

(1)P点到原点O的距离;

(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.

 

【答案】

微粒运动到O点之前要受到重力、电场力和洛仑兹力作用,在这段时间内微粒做匀速直线运动,说明三力合力为零.由此可得

                                             ①

电场力                                              ②

洛仑兹力                                           ③

联立求解、代入数据得 v=10m/s                                ④

微粒运动到O点之后,撤去磁场,微粒只受到重力、电场力作用,其合力为一恒力,且方向与微粒在O点的速度方向垂直,所以微粒在后一段时间内的运动为类平抛运动,可沿初速度方向和合力方向进行分解.

                                                ⑤

代入数据得                                         ⑥

设沿初速度方向的位移为,沿合力方向的位移为,则

因为                      ⑦

            ⑧

                      ⑨

联立求解,代入数据可得P点到原点O的距离

OP=15m                        ⑩

O点到P点运动时间     t=1.2s                    ⑾

【解析】略

 

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