题目内容

【题目】如图所示,在xOy平面中第一象限内有一点P(4,3),OP所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,OP上方有平行于OP向上的匀强电场,电场强度E=100V/m。现有质量m=1×10-6kg,电量q=2×10-3C带正电的粒子,从坐标原点O以初速度v=1×103m/s垂直于磁场方向射入磁场,经过P点时速度方向与OP垂直并进入电场,在经过电场中的M点(图中未标出)时的动能为O点时动能的2倍,不计粒子重力。求:

(1)磁感应强度的大小;

(2)OM两点间的电势差;

(3)M点的坐标和粒子从O运动到M点的时间。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】试题分析:(1)粒子的运动轨迹如下图,因为粒子过P点时垂直于OP,所以OP为粒子做圆周运动的直径为5m,

由,得

(2)进入电场后,沿电场线方向有:

垂直于电场方向有:

因为,

即

解得,,

OM两点间的电势差为:

(3)子在磁场中从O到P的运动时间为:

粒子在电场中P到M的运动时间为:

所以,从O到M的总时间为:

M点坐标为:

,

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