题目内容
在水平面内建立如图所示的直角坐标系,y>0的区域称为区域一,y<0的区域称为区域二,其中一个区域内只有大小为
且平行于水平面的匀强电场,另一个区域内只有方向垂直水平面的匀强磁场.把一个荷质比为
=2×106C/kg的正电荷从坐标为(0,-0.l)的A点处由静止释放,电荷以一定的速度从坐标为(0.1,0)的C点第一次经x轴进入区域一,经过一段时间从坐标原点O再次回到区域二.
(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向.
(2)求磁感应强度的大小.
(3)求电荷第三次经过x轴的位置.
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(1)区域一是磁场,方向垂直纸面向里,区域二是电场,方向由A指向C。(4分)
(2)设磁感应强度的大小为B,电荷从C点进入区域一的速度为v。
从A到C电荷做初速度为零的匀加速直线运动,且过C点时速度方向与+x轴方向成45°角,有
① Eq=ma ②
电荷进入区域一后,在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动,运动轨迹如图,有:
③
由题意及几何关系:
S=
, ④
r=
⑤
由①②③④⑤可得:
⑥
(3)电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域二,速度方向与电场方向垂直,电荷在电场中做类平抛运动,设经过时间t电荷第三次经过x轴,有:
⑦
所以:
⑧
解得:x=0.8m
即电荷第三次经过x轴上的点坐标为(0.8,0) ⑨
①②③⑦⑧各2分,④⑤⑥⑨各1分。
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