题目内容
(19分)如图所示,边长为
的正方形PQMN区域内(含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场,左侧有水平向右的匀强电场,场强大小为
,质量为
、电荷量为
的带正电粒子从O点由静止开始释放,O、P、Q三点在同一水平直线上,OP=L,带电粒子恰好从M点离开磁场,不计带电粒子重力,求:![]()
(1)磁感应强度大小
;
(2)粒子从O点运动到M点经历的时间;
(3)若磁场磁感应强度可调节(不考虑磁场变化产生的电磁感应),带电粒子从边界NM上的
点离开磁场,
与N点距离为
,求磁场磁感应强度的可能数值.
(1)
(2)
(3)
、
或![]()
解析试题分析: (1)设粒子运动到P点时速度大小为v,有
(2分)
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,半径
(1分)
(2分)
解得:
(2分)
(2)设粒子在匀强电场中运动时间为
,有
(2分)
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动周期
,运动时间为
解得:
(2分)
粒子从O点运动到M经历的时间
(2分)
(3)若粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动半径为
,且![]()
由几何关系得:
解得:![]()
由
得:
(2分)
同理,若
![]()
解得:
(2分)
(2分)
磁场磁感应强度的可能数值为:
、
和![]()
考点:本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动、动能定律、匀速圆周运动规律。
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