如图所示xoy直角坐标系中,在x<0范围有平行于纸面的匀强磁场,在x≥0范围内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强

如图所示xoy直角坐标系中,在x<0范围有平行于纸面的匀强磁场,在x≥0范围内有垂直于xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,MN是y轴上高为d的绝缘挡板,坐标原点O处在挡板的中心,一质量为m、电量为+q的粒子从x轴上S(
3
2
d,0)处垂直于x轴沿y轴正向射入磁场,后经M点离开磁场进入电场,粒子通过M点时的速度方向与电场方向垂直,粒子在电场中运动后又从N点回到磁场,不计粒子的重力,求:
(1)粒子从S点射出的速度大小;
(2)匀强电场的电场强度的大小.
long520 1年前 已收到1个回答 举报

ilovework 春芽

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解题思路:(1)作出粒子运动轨迹,由几何知识求出粒子轨道半径,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可以求出粒子速度;
(2)粒子在电场中做类平抛运动,作出粒子运动轨迹,由类平抛运动知识求出电场强度.

(1)如图甲所示,过M点作粒子速度的垂线交x轴于O′,
连M、S两点,设∠OSM=θ,由几何关系知:tanθ

d
2


3
2d=
1

3,解得:θ=30° ①
则∠OMO′=∠OMS-θ=60-°30°=30°=θ,
设粒子在匀强磁场中匀速圆周运动的半径为R,在△OMO′内:
由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
R ②
由几何知识得:Rcosθ=[d/2] ③
解①②③得:v=

3qBd
3m ④
(2)粒子过M后做类平抛运动,由图乙所示,
则:dsinθ=vt ⑤
dcosθ=[1/2][qE/m]t2
解④⑤⑥得:E=
4
3qB2d
3m;
答:(1)粒子从S点射出的速度大小为:

3qBd
3m;
(2)匀强电场的电场强度的大小为:
4
3qB2d
3m.

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: 本题考查了粒子在磁场与电场中的运动,粒子在磁场中做匀速圆周运动,在电场中做类平抛运动,分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹,由牛顿第二定律与类平抛运动规律即可正确解题,注意数学知识的应用.

1年前

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