题目内容
如图所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,已知ab=L,求:
(1)小球的带电性质及其电量与质量的比值.
(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向.
(3)小球从P经a至b时,共需时间为多少?
(1)负电 ,
(2) , 垂直纸面向外
(3)
解析:(1)带电粒子在复合场中做匀速圆周运动,则洛仑兹力提供做圆周运动的向心力,由重力和电场力平衡,电场力方向向上,电场方向向下,则为负电荷(1分)
, 比荷
(1分)
(2)粒子由a到b运动半周,根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外(1分)
由 (1分)
(1分)
(1分)
联立可得 (1分)
(3)粒子由P到a所需时间为:由得:
(1分)
粒子由a到b绕行圆周的一半,则所需时间为: (1分)
小球从P经a到b时,共需时间为: (1分)
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