(供选学物理3-1的考生做)(8分)在真空中有如图12所示的坐标系,坐标系中 y >0的区域有垂直于 xOy 平面

(供选学物理3-1的考生做)(8分)在真空中有如图12所示的坐标系,坐标系中 y >0的区域有垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B y <0区域有沿 y 轴负方向的匀强电场,场强为 E 。一质量为 m ,电荷量为 -q q >0)的粒子从坐标原点 O 以初速度 v 0 沿着 y 轴正方向射出。求:(1)粒子被射出后第一次通过 x 轴时,其与 O 的距离;(2)从粒子被射出到其第三次通过 x 轴的时间。(重力可忽略不计)。
jhafda 1年前 已收到1个回答 举报

simpleandhappy 幼苗

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(1)带电粒子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动,设其运动的半径为 R ,根据牛顿第二定律和洛仑兹力公式有 qv 0 B=mv ­ 0 2 /R …………………………………………(2分)
解得 R= ……………………………………………………………………………(1分)
粒子被射出后第一次通过 x 轴时恰好运动了半个圆周,所以其通过 x 轴时与 O 的距离为
x= 2 R= …………………………………………………………………………(1分)
(2)带电粒子被射出后第一次通过 x 轴后进入电场中做匀变速直线运动,设其加速度为 a ,根据牛顿第二定律有 qE=ma ,解得 a=qE/m ……………………………………(1分)
设粒子从第一次通过 x 轴至第二次通过 x 轴的时间(在电场中运动的时间)为 t 1 ,根据运动学公式有 0= v 0 t 1 - at 1 2 ,解得 t 1 = ……………………………………(1分)
粒子从电场中进入磁场中再次做匀速圆周运动,当完成半个圆周时第三次通过 x 轴。即粒子从射出后到第三次通过 x 轴的过程中,在磁场中做两次半个圆周运动。所以粒子在磁场中运动的时间 t 2 = T= …………………………………………………………(1分)
从粒子被射出到其第三次通过 x 轴的时间 t= t 1 + t 2 = + …………………(1分)

(1)带电粒子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动,有qv 0 B=mv­ 0 2 /R ,解得R=
粒子被射出后第一次通过x轴时恰好运动了半个圆周,所以其通过x轴时与O的距离为,x=2R=
(2)带电粒子进入电场中做匀变速直线运动,根据牛顿第二定律有 qE=ma,解得a=qE/m,根据运动学公式有 0=v 0 t 1 - at 1 2 ,解得t 1 = ,粒子从电场中进入磁场做匀速圆周运动,当完成半个圆周时第三次通过x轴,在磁场中做两次半个圆周运动。所以粒子在磁场中运动的时间t 2 =T= ,从粒子被射出到其第三次通过x轴的时间t= t 1 + t 2 = +

1年前

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