题目内容
相距2L的AB、CD两平行直线间区域存在着两个方向相反的匀强电场,其中PT上方的电场E1竖直向下;下方的电场E竖直向上.PQ上连续分布着电量+q、质量m的粒子,依次以相同的初速度v垂直射入E中,PQ=L.若从Q点射入的粒子恰从M点水平射出(如图),MT=L/2.不计粒子的重力及相互作用.问:(1)E与E1的大小
(2)若从M点射出的粒子恰从中点S位置垂直射入边长为a的正方形有界匀强磁场区域(如图).要使粒子能够从最上边界射出磁场区域.则该匀强磁场的磁感强度B大小?
【答案】分析:(1)粒子在两电场中做类平抛运动,由图可得出粒子在两电场中的运动情况;分别沿电场方向和垂直电场方向列出物理规律,联立可解得电场强度的大小;
(2)粒子进入磁场时做圆周运动,由题意可知其运动的临界半径值,再由牛顿第二定律可求得磁感应强度.
解答:
解:(1)设粒子在E和E1中的时间为t1与t2,到达R时竖直速度为vy,则有
与
与v(t1+t2)=2L
联立得E1=2E即
与
(2)粒子进入磁场的速度为v
若粒子恰好从最左上角偏离,则

得
若粒子恰好从最右上角偏离,则
得
即
综合得
答:(1)E0大小为
,E1的大小为
;(2)匀强磁场的磁感强度
.
点评:带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律,在电场中利用几何关系得出其沿电场.和垂直于电场的运动规律;而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系,从而确定圆心和半径
(2)粒子进入磁场时做圆周运动,由题意可知其运动的临界半径值,再由牛顿第二定律可求得磁感应强度.
解答:
联立得E1=2E即
(2)粒子进入磁场的速度为v
若粒子恰好从最左上角偏离,则
得
若粒子恰好从最右上角偏离,则
得
即
综合得
答:(1)E0大小为
点评:带电粒子在电场磁场中的运动要把握其运动规律,在电场中利用几何关系得出其沿电场.和垂直于电场的运动规律;而在磁场中也是要注意找出相应的几何关系,从而确定圆心和半径
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