如图所示,在长度足够长、宽度d=5cm的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.33T.水平边界

如图所示,在长度足够长、宽度d=5cm的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.33T.水平边界MN上方存在范围足够大的竖直向上的匀强电场,电场强度E=200N/C.现有大量质量m=6.6×10 -27 kg、电荷量q=3.2×10 -19 C的带负电的粒子,同时从边界PQ上的O点沿纸面向各个方向射入磁场,射入时的速度大小均为v=1.6×10 6 m/s,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:



(1)求带电粒子在磁场中运动的半径r;
(2)求与x轴负方向成60°角射入的粒子在电场中运动的时间t;
(3)当从MN边界上最左边射出的粒子离开磁场时,求仍在磁场中的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围,并写出此时这些粒子所在位置构成的图形的曲线方程.
emmading 1年前 已收到1个回答 举报

carabboy 春芽

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(1)洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律有 qvB=m
v 2
r
解得r=0.1m



(2)粒子的运动轨迹如图甲所示,由几何关系知,在磁场中运动的圆心角为30°,粒子平行于场强方向进入电场
粒子在电场中运动的加速度 a=
qE
m
粒子在电场中运动的时间 t=
2v
a
解得t=3.3×10 -4 s
(3)如图乙所示,由几何关系可知,从MN边界上最左边射出的粒子在磁场中运动的圆心角为60°,圆心角小于60°的粒子已经从磁场中射出,此时刻仍在磁场中的粒子运动轨迹的圆心角均为60°.
则仍在磁场中的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围为30°~60°
所有粒子此时分布在以O点为圆心,弦长0.1m为半径的圆周上
曲线方程为x 2 +y 2 =R 2 (R=0.1m,

3
20 m ≤x≤0.1m)

1年前

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