题目内容

【题目】如图所示,M、N是直角坐标系xOy坐标轴上的两点,其坐标分别为M(0,L)和N(2L,0)。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,从M点以一定的初速度沿x轴正方向进入第一象限。若第一象限内只存在沿y轴负方向的匀强电场,当电场强度大小为E时,粒子恰好通过N点;若第一象限内只存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,粒子也会通过N点。不计粒子的重力,求:

(1)带电粒子初速度的大小;

(2)磁感应强度的大小。

【答案】(1)(2)

【解析】试题分析:粒子在电场中做类平抛运动,根据运动学公式即可求出带电粒子初速度的大小;粒子在磁场中做匀速圆周运动,画出轨迹结合牛顿第二定律,即可求出磁感应强度的大小。

(1)设带电粒子的初速度为v0,在加速电场中的加速度为a,时间为t,做类平抛运动

水平方向有:

竖直方向有:

加速度为:

联立解得:

(2)设磁感应强度为B,运动半径为r,轨迹如图所示:

根据洛伦磁力提供向心力:

根据几何关系得:

联立解得:

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