(2011•青铜峡市一模)如图所示,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界面,图中

(2011•青铜峡市一模)如图所示,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区的右边界.现有一质量为m.电量为-q的带电粒子,从电场中的P点以初速度V0沿x轴正方向开始运动,已知P点的坐标为(-L,0)且L=
m
V
2
0
qE
,(不计带电粒子的重力)试求:
(1)带电粒子运动到Y轴上时的速度;
(2)要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回到电场中,磁场的宽度最大为多少.
mian9116 1年前 已收到1个回答 举报

笑看yy123 幼苗

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解题思路:(1)粒子在电场中受到的电场力的方向向上,粒子做的事类平抛运动,水平方向做的是匀速运动,竖直方向做的是匀加速直线运动,从而可以求得带电粒子运动到Y轴上时的速度;
(2)当磁场的运动的轨迹恰好与磁场的有边沿相切时,此时的磁场的宽度最大,根据粒子的运动的轨迹可以求得磁场的宽度最大值.

(1)粒子在电场中做类平抛运动,
竖直速度Vy=at,
加速度a=
Eq
m
水平位移L=V0t,
由以上各式得进入电场时的合速度为V=
2V0,
方向与y轴成450
(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
qVB=m
V2
R
R=
mV
qB=

2mV0
qB,与右边界相切时,
由几何关系得Rsin45°+R=d,
解得d=
(
2+1)mV0
qB,
故磁场的宽度最大为d=
(
2+1)mV0
qB.

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.

考点点评: 本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,要掌握住半径公式、周期公式,画出粒子的运动轨迹后,几何关系就比较明显了.

1年前

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