题目内容

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限中有一边界直线OP,OP 与x轴的夹角为30°,在OP上方与y轴间区域存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,在OP下方与x 轴之间存在水平向右的匀强电场,电场强度为E,—带正电的粒子从静止开始经U的加速电场加速后,沿平行于x轴的方向射入磁场,一段时间后该粒子在OP 边界上某点以垂直于x轴的方向进入电场,最后由x轴上的M点(图中未画出)射出第一象限。已知粒子进入磁场的入射点与离开磁场的岀射点之间的距离为d,不计重力,电场与磁场互不影响,求:

(1)带电粒子的比荷;

(2)M点的坐标。

【答案】(1) (2) M点的坐标为:(,0)

【解析】

(1)设带电粒子的质量为m,粒子的电荷量为q,加速后的速度大小为v,根据动能定理可得:qU=

设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,粒子在磁场中运动轨迹如 图所示,

根据洛伦兹力提供向心力可得:qvB=m

根据几何关系可得:

联立可得:

(2)根据几何关系可得:00′=rtan30°=

带电粒子在电场中做类平抛运动,平行y轴,运动时间:t=

平行x轴,粒子有qE= ma,L=

所以M点的坐标为:(,0)

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