题目内容
如图所示,在平面直角坐标系的第二和第三象限区域内有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内存在一水平方向的半径r=
m的圆形匀强磁场,圆心O′坐标为(2
,-6),磁感应强度B=0.02 T,磁场方向垂直坐标轴向里。坐标(-2,
)处有一粒子发射源,水平发射一质量m=2.0×10-11 kg、带电荷量q=1.0×10-5 C的正电荷,初速度为v0=1.0×104 m/s,粒子从O点射入第四象限,且在O点时速度方向指向O′,不计粒子的重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)带电粒子再次经过x轴的位置;
(3)带电粒子在第四象限运动的时间。
(1)电场强度的大小;
(2)带电粒子再次经过x轴的位置;
(3)带电粒子在第四象限运动的时间。
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解:(1)带电粒子在匀强电场做类平抛运动,x=v0t,y=
at2,a=
联立解得E=100
N/C
(2)在O点把速度分解可得vy=
v0,v=2v0
粒子射入磁场有Bvq=m
,得R=2 m
作出粒子的运动轨迹如图所示,可得∠OO′C=60°,所以带电粒子再次经过x轴的位置为OC=4
m

(3)粒子在磁场运动的时间t1=
10-4 s
粒子在第四象限做匀速直线运动所用的时间为t2=
=3
×10-4 s
所以带电粒子在第四象限运动的时间为t=t1+t2=
×10-4 s
联立解得E=100
(2)在O点把速度分解可得vy=
粒子射入磁场有Bvq=m
作出粒子的运动轨迹如图所示,可得∠OO′C=60°,所以带电粒子再次经过x轴的位置为OC=4
(3)粒子在磁场运动的时间t1=
粒子在第四象限做匀速直线运动所用的时间为t2=
所以带电粒子在第四象限运动的时间为t=t1+t2=
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