如图所示,空间存在着足够大的水平匀强磁场和竖直匀强电场(方向未画出),匀强磁场的磁感应强度是B,一个带正电的质点M,带电

如图所示,空间存在着足够大的水平匀强磁场和竖直匀强电场(方向未画出),匀强磁场的磁感应强度是B,一个带正电的质点M,带电量是q,质量是m,恰好处于静止状态.另一相同质点N,以速度v0与质点M发生弹性正碰,碰撞过程中无电荷损失
求:(1)匀强电场的方向
(2)经多长时间两质点再次相碰
(3)以后两质点间的最大距离.
TO_ZI_BAO 1年前 已收到1个回答 举报

linass501 幼苗

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解题思路:(1)正电的质点M能静止于电场中,受到的电场力与重力必然平衡,即可判断出电场的方向;
(2)两个质点发生弹性碰撞,遵守动量守恒和机械能守恒,根据两大守恒定律列式,求出碰后两个质点的速度.质点M获得速度后,由于电荷量不变,将做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力,求出轨迹半径,得到周期.即可两个质点再次相碰所经历的时间.
(3)两质点间的最大距离等于圆周运动的直径.

(1)碰撞前,质点M静止于电场中,受到的电场力方向向上,则匀强电场方向向上.
(2)两个质点发生弹性碰撞,遵守动量守恒和机械能守恒,则有
mv0=mv1+mv2
[1/2]mv02=[1/2]mv12+[1/2]mv22
两个质点的质量相等,速度交换:v1=0v2=v0
则碰撞后,质点M做匀速圆周运动:由Bqv=m

v20
R
得轨迹半径为 R=
mv0
qB
周期为T=[2πR
v0=
2πm/qB]
所以经t=T=[2πm/qB]时间两质点再次相碰.
(3)以后两质点间的最大距离等于圆周运动的直径d=2R=
2mv0
qB.
答:
(1)匀强电场的方向向上;
(2)经[2πm/qB]时间两质点再次相碰.
(3)以后两质点间的最大距离是
2mv0
qB.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题是力学中弹性碰撞和磁场中匀速圆周运动的综合,关键要掌握弹性碰撞的规律:动量守恒和机械能守恒,知道质点质量相等,弹性碰撞后交换速度,再运用牛顿第二定律和向心力知识求轨迹半径和周期.

1年前

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