题目内容

如图所示,坐标平面第1象限内存在大小为、方向水平向左的匀强电场,在第II象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比的带正电的粒子,以初速度从x轴上的A点垂直x轴射入电场,OA=0.2 m,不计粒子的重力。

(1)求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离:

(2)若要使粒子不能进入第三象限,求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况)。

(1)0.4 m;(2)B≥(2+2)×10-2 T

【解析】

试题分析:(1)设粒子在电场中运动的时间为t,粒子经过y轴时的位置与原点O的距离为y,则:

sOA=at2

a=

E=

y=v0t

联立解得a=1.0×1015 m/s2;t=2.0×10-8 s;y=0.4 m

(2)粒子经过y轴时在电场方向的分速度为:vx=at=2×107 m/s

粒子经过y轴时的速度大小为:v==2×107 m/s

与y轴正方向的夹角为θ,θ=arctan=45°

要使粒子不进入第三象限,如图所示,

此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R,则:R+R≤y

qvB=m

联立解得B≥(2+2)×10-2 T

考点:类平抛物体的运动;带电粒子在匀强电场以及在匀强磁场中的运动。

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