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。
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【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,
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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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