题目内容
【题目】如图所示,矩形abcd关于x轴对称,长ad=2L,宽ab=L,三角形oab区域内存在竖直向下的匀强电场,梯形obcd区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力)以初速度v从P点沿X轴正方向进入电场,穿过电场后从ob边上Q点处进入磁场,然后从y 轴负半轴上的M点(图中未标出)垂直于y轴离开磁场,已知
,
,试求:
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(1)匀强电场的场强E大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小。
【答案】(1)
(2)![]()
【解析】试题分析:(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动水平方向匀速直线运动、竖直方向匀加速直线运动以及几何关系即可以求出电场强度;(2)先求出进入磁场的初速度,根据几何关系和粒子在磁场中做匀速圆周运动的基本公式即可求解.
(1)根据题意,ob与x轴的夹角为450,带电粒子在电场中做类平抛运动,设在电场中运动时间为t,场强为E,则:
①,
②
③
联立以上各式解得:![]()
(2)粒子的运动轨迹如图所示,在Q点竖直分速度
,代入数据解得:vy=v
∴粒子在进入磁场时的速度
④
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速度方向与+x方向之间的夹角θ满足:
⑤
∴θ=450即粒子垂直于ob边进入磁场,在磁场中做匀速圆周运动的圆心即为o点.
半径
⑥,又:
⑦
解得:![]()
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