如图所示的区域中,y轴右边是磁感应强度为 B匀强磁场,左边是电场强度为E的匀强电场,电场和磁场的方向如图所示.

如图所示的区域中,y轴右边是磁感应强度为 B匀强磁场,左边是电场强度为E的匀强电场,电场和磁场的方向如图所示.一个质量为m、电荷量为q 的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=60°,粒子恰好从C点垂直于y轴射入匀强电场,最后打在x轴上的M点,不计粒子的重力,求:
(l)粒子在磁场中作圆周运动的半径r 和在磁场中运动的时间t.
(2)O点和M点间的距离L.(结果用B、E、m、q、v0等已知量来表示)
wulongshun 1年前 已收到1个回答 举报

88jjhh8 幼苗

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解题思路:(1)根据洛伦兹力提供向心力求出粒子在磁场中运动的轨道半径,作出轨迹图求出圆心角的大小,结合周期公式求出粒子在磁场中运动的时间.
(2)粒子进入电场后做类平抛运动,根据几何关系求出OC的距离,通过牛顿第二定律和运动学公式求出类平抛运动的时间,从而得出O点和M点之间的距离.

(1)画出粒子运动的轨迹如图示,O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心,设粒子在磁场中圆周运动半径为r,则有:
qv0B=m
v02
r,
解得:r=
mv0
qB,
粒子在磁场中圆周运动的周期为:T=[2πr
v0=
2πm/qB],
粒子在磁场中圆周运动的时间为:t=
1
3T=
2πm
3qB,
( 2 )O点和C点间的距离:
.
OC=
3r
2=
3mv0
2qB,
粒子在电场中运动的时间t′则:
.
OC=
1
2at′2,
又 a=
qE
m,
解得:t′=
m
q

3v0
BE,
O点和M点间的距离L为:L=v0t′=
mv0
q

3v0
BE.
答:(1)粒子在磁场中作圆周运动的半径为
mv0
qB,在磁场中运动的时间为[2πm/3qB].
(2)O点和M点间的距离L为
mv

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: 粒子先做的是匀速圆周运动,后在电场中做类平抛运动,处理粒子在磁场中的运动的方法,作出轨迹确定圆心、半径和圆心角,结合半径公式和周期公式进行求解;处理粒子做类平抛运动的方法是将粒子的运动分解沿电场方向和垂直电场方向,抓住等时性,结合运动学公式和牛顿第二定律综合求解.

1年前

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