题目内容
如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,方向垂直边界面向右.Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B1=2.0T、B2=4.0T.三个区域宽度分别为d1=5.0m、d2=d3=6.25m,一质量m=1.0×10--8kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计.求:
(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v;
(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t;
(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.
(1)粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v;
(2)粒子在Ⅱ区域内运动时间t;
(3)粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.
(1)粒子在电场中做匀加速直线运动,由动能定理有
qEd1=
| 1 |
| 2 |
解得 v=4.0×103m/s;
(2)设粒子在磁场B1中做匀速圆周运动的半径为r,则
qvB1=
| mv2 |
| r |
解得 r=12.5m
设在Ⅱ区内圆周运动的圆心角为θ,则sinθ=
| d2 |
| r |
解得 θ=30°
粒子在Ⅱ区运动周期 T=
| 2πm |
| qB1 |
粒子在Ⅱ区运动时间 t=
| θ |
| 360o |
解得 t=
| π |
| 1920 |
(3)设粒子在Ⅲ区做圆周运动道半径为R,则 qvB2=
| mv2 |
| R |
解得 R=6.25m
粒子运动轨迹如图所示,由几何关系可知△MO2P为等边三角形
粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角 α=60°
练习册系列答案
相关题目