(2014•太原二模)如图所示,在xOy坐标系中y轴的负半轴上有一荧光屏;在第一象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为

(2014•太原二模)如图所示,在xOy坐标系中y轴的负半轴上有一荧光屏;在第一象限内存在方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;第四象限内存在方向沿-x方向的匀强电场.在xOy平面内从y轴上的P(0,L)点,以大小为[2qBL/m] 的相同速率、沿与y轴正方向分别成30°和150°角,同时发射质量为m、电荷量为q的两个相同正粒子,粒子经磁场后进入电场打到荧光屏上,测得两亮点间的距离为L,不计粒子重力及粒子间的相互作用,求:
(1)两粒子在磁场中运动的时间比;
(2)匀强电场的电场强度E.
shiruihong220 1年前 已收到1个回答 举报

yeluola2006 幼苗

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解题思路:两粒子在磁场中做圆周运动的周期相同,运动时间之比等于转过的圆心角之比;
粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛运动规律列方程组求解.

(1)粒子在磁场中做圆周运动,半径为R,周期为T,
qvB=m
v2
R
R=2L
T=[2πm/qB]
当粒子初速度与y轴正方向夹角为150°时,粒子在磁场中的圆心角为O1,在磁场中运动的时间为t1
此时对应的圆心角为30°,粒子垂直于x轴进入电场.
t1=[T/12]
当粒子初速度与y轴正方向夹角为30°时粒子在磁场中的圆心角为O2,在磁场中运动的时间为t2,此时对应的圆心角为150°,粒子垂直于x轴进入电场.
t2=[5/12]T
两粒子在磁场中运动的时间比

t1
t2=[1/5]
(2)粒子垂直于x轴进入电场,所以粒子在电场中做类平抛运动,运动时间为t1
xc=[1/2][qE/m]t12
粒子到达y轴上M点纵坐标为yM
yM=-vt1
当粒子初速度与y轴正方向夹角为30°时,到达x轴的横坐标为xD
xD=R(1+cos30°)
粒子在电场中做类平抛运动,运动时间为t2
xD=[1/2][qE/m]t22
粒子到达y轴上N点纵坐标yN
yN=-vt2
yM-yN=L
E=
16qB2L
m
答:(1)两粒子在磁场中运动的时间比[1/5];(2)匀强电场的电场强度E为
16qB2L
m.

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: 本题是带电粒子在组合场中运动的问题,粒子垂直射入电场,在电场中偏转做类平抛运动,在磁场中做匀速圆周运动,要求同学们能画出粒子运动的轨迹,结合几何关系求解,知道半径公式及周期公式,难度适中.

1年前

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