题目内容
(12 分)如图所示,在平面直角坐标系xOy 内,第Ⅰ象限的等腰直角三角形 MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一质量为 m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q(-2h,-h)点以速度v0水平向右射出,经坐标原点O处射入第Ⅰ象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场. 已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:
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(1)电场强度E的大小;
(2)带电粒子从O点射出电场时与水平方向夹角α的正切值tan α;
(3)磁感应强度B的大小.
(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)粒子在电场中运动过程中 ,由平抛运动规律及牛顿运动定律得
① (1分)
② (1分)
又
③ (1分)
联立①②③解得
④ (1分)
(2)设粒子到达O点时的速度为v,沿y轴正方向的分速度为vy
则有
,
⑤ (2分)
速度v与x正方向的夹角
满足
(2分)
即
所以粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场
(3)又因为粒子垂直于NP射出磁场,所以P点为圆心
轨道半径
⑥ (1分)
由牛顿第二定律有
⑦ (2分)
将⑤⑥式代入⑦式解得
(1分)
考点:本题考查带电粒子在复合场中的运动
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