题目内容
如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x>0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中的x轴上的A点,沿着与水平方向成
= 300角的斜向下直线做匀速运动,经过y轴上的B点进人x<0的区域,要使小球进入x<0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x<0区域另加一匀强电场,若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点,且
,设重力加速度为g,求:
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(1)小球运动速率的大小;
(2)小球从B点运动到C点所用时间及
的长度.
【答案】
(1)
(2)
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【解析】
试题分析:(1)小球从A运动到B的过程中,处于平衡状态,由题设条件知:
1分
1分
(2)如图所示,
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连接BC,过B作AB的垂线交x轴于
.因为
,所以在
中
,又
,故
,所以
,
,则
为小球做圆周运动的圆心.
设小球做圆周运动的半径为R,周期为T,则
,
且
1分
, 1分
由于∠C
B=1200,小球从点B运动到点C的时间为:
, 1分
又
,所以
, 1分
所以
, 1分
即
又
, 1分
所以
1分
1分
考点:带电粒子在磁场中的运动
点评:难题。在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时,着重把握“一找圆心,二找半径
,三找周期
或时间的规率”。
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