题目内容

在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系,将第I、第II象限合称为区域一,第III、IV象限合称为区域二,其中一个区域内有大小、方向均未标明的匀强电场,另一个区域内有大小为  2×10-2T、方向垂直于水平桌面的匀强磁场.把一个比荷为=2×108C/kg的正电荷从坐标为(0,-1)的A点处由静止释放,电荷以一定的速度沿直线AC运动并从坐标为(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(重力不计)。

   (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)求电荷在磁场里作匀速圆周运动的轨道半径r和匀强电场强度E的大小;

   (3)求从释放到第二次经过x轴电荷运动的时间t。

 

【答案】

(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)设电场强度的大小为E,电荷从C点进入

区域I的速度为v。

电荷从A到C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轴正方向成45°角,    (1分)

AC间距离,则:                     (1分)

 …………①                            (1分)

  …………②                         (1分)

电荷进入区域I后,在洛仑兹力的作用下做

匀速圆周运动,运动轨迹如图,则:

   ………………③                 (2分)

由题意及几何关系:   …………④     (1分)

由①②③④可得:            (1分)

   (3)由A到C得,                 (1分)

代入数据得t1=                    (1分)

由C到O得,                    (1分)

代入数据得            (1分)

所以       (1分)

【解析】略

 

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