题目内容

如图所示,在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场,y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1=mv0/ql面向外的匀强磁场,区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L,高度均为3L。质量为m、电荷量为 +q的带电粒子从坐标为(– 2L,–L)的A点以速度v0沿 +x方向射出,恰好经过坐标为[0,-(–1)L]的C点射入区域Ⅰ。粒子重力忽略不计。

⑴ 求匀强电场的电场强度大小E;

⑵ 求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标;

⑶ 要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场,可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场。试确定磁感应强度B的大小范围,并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向。

 

【答案】

(1)(2) (3)

【解析】

试题分析:⑴ 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动.

 …解得:

⑵ 设带电粒子经C点时的竖直分速度为 vy:、速度为v

,方向与轴正向成45° 斜向上

粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,

          解得: 

由几何关系知,离开区域时的位置坐标: 

⑶ 根据几何关系知,带电粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场的半径满足

 

根据几何关系知,带电粒子离开磁场时速度方向与轴正方向夹角

2分

考点:带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

点评:本题涉及了类平抛运动、匀速圆周运动,学会处理这两运动的规律:类平抛运动强调运动的分解,匀速圆周运动强调几何关系确定半径与已知长度的关系.

 

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