题目内容
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(1)第四象限内匀强电场的电场强度E;
(2)第一象限内匀强磁场的磁感应强度B2的大小;
(3)第一象限内矩形匀强磁场区域的最小面积Smin.
分析:(1)粒子在第二象限内做匀速直线运动,电场力与洛伦兹力平衡,即可求得匀强电场的电场强度E的大小与方向;
(2)粒子在第一象限中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,根据几何知识画出粒子在第一象限的运动轨迹,由几何知识求出轨迹半径.由牛顿第二定律即可求得磁感应强度B1的大小;
(3)由题,画出磁场B1最小区域,由几何知识求得边长,即可求出最小的面积.
(2)粒子在第一象限中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,根据几何知识画出粒子在第一象限的运动轨迹,由几何知识求出轨迹半径.由牛顿第二定律即可求得磁感应强度B1的大小;
(3)由题,画出磁场B1最小区域,由几何知识求得边长,即可求出最小的面积.
解答:
解:(1)在第四象限,由题意知,粒子受到电场力和洛伦兹力,做匀速直线运动,
则有 Eq=B1qv
解得:E=B1v=0.25×103V/m
方向与y轴正向夹解为30°
(2)由题意,粒子在第一象限中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,画出运动轨迹如图,
由几何关系知
轨迹半径为 R=
m
由B2qv=m
得 B2=
=0.375T
(3)由图可知,磁场B1最小区域应该分布在图示的矩形PACD内,由几何关系知:
PD=2Rsin60°=0.2m
PA=R-Rcos60°=
m
故匀强磁场B1矩形区城的最小面积为:S=PD?PA=
×
=
m2
答:(1)匀强电场的电场强度E的大小是0.25×103V/m,方向与y轴正向夹解为30°.
(2)匀强磁场的磁感应强度B1的大小是 0.375T;
(3)匀强磁场B1矩形区城的最小面积是
m2.
则有 Eq=B1qv
解得:E=B1v=0.25×103V/m
方向与y轴正向夹解为30°
(2)由题意,粒子在第一象限中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动,画出运动轨迹如图,
由几何关系知
轨迹半径为 R=
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由B2qv=m
| v2 |
| R |
得 B2=
| mv |
| qR |
(3)由图可知,磁场B1最小区域应该分布在图示的矩形PACD内,由几何关系知:
PD=2Rsin60°=0.2m
PA=R-Rcos60°=
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故匀强磁场B1矩形区城的最小面积为:S=PD?PA=
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答:(1)匀强电场的电场强度E的大小是0.25×103V/m,方向与y轴正向夹解为30°.
(2)匀强磁场的磁感应强度B1的大小是 0.375T;
(3)匀强磁场B1矩形区城的最小面积是
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点评:本题是速度选择器模型与匀速圆周运动的综合,分析受力情况来确定粒子的运动情况是解题的基础,画出轨迹,根据几何知识确定磁场B1最小区域是关键.
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