20068598wsw 春芽
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(1)磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动,故有:qv0B=
mv20
r,
同时有:T=[2πr
v0
粒子运动轨迹如图所示,
由几何知识知,xC=-(r+rcos45°)=-
(2+
2)mv0/2qB],
故,C点坐标为(-
(2+
2)mv0
2qB,0).
(2)设粒子从A到C的时间为t1,由题意知:t1=
5T
8=
5πm
4qB
设粒子从进入电场到返回C的时间为t2,其在电场中做匀变速运动,由牛顿第二定律和运动学知识,有:
qE=ma,
2v0=at2,
解得:t2=
2mv0
qE
设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3,由题意知:
t3=
1
4T=
πm
2qB
则粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为:
t总=t1+t2+t3=
7πm
4qB+
2 mv0
qE
(3)粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类似平抛的运动,即沿着v0的方向(设为x′轴)做匀速运动,即:
x′=v0t,vx′=v0
沿着qE的方向(设为y′轴)做初速为0的匀变速运动,
即:y′ =
1
2[qE/m]t2,vy′=
qE
mt,设离子第四次穿越x轴时速度的大小为v,
由图中几何关系知:[y′/x′=cos45°,v=
v20
+v2y′],
解得:v=
5v0
答:(1)C点坐标为(-
(2+
2)mv0
2qB,0).
(2)粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为:[7πm/4qB+
2mv0
qE]
(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小为
5v0
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.
考点点评: 该题是一道综合性较强的题,解决此类问题的方法及关键:
(1).寻找突破口(程序法:顺藤摸瓜,逆向思维法:反其道而行之.)
(2).画好轨迹图(在画图的基础上特别注意运用几何知识寻找关系.)
(3).巧选力学规律(力和运动的关系:根据带电粒子所受的力,运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解.功能关系:根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系,从而可确定带电粒子的运动情况,这条线索不但适用于均匀场,也适用于非均匀场.因此要熟悉各种力做功的特点.解决这类题时一定要注意临界条件的挖掘:如“恰好”、“最大”、“最多”、“至少”…等关键词,往往是解题的突破口.)
1年前
你能帮帮他们吗