如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d,电场方向在纸面内竖直向下,而磁场方向垂直纸面向里.一质量为

如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为d,电场方向在纸面内竖直向下,而磁场方向垂直纸面向里.一质量为m,电量为q的正电粒子 (重力不计),从O点以速度V0沿垂直电场方向进入电场,从A点射出电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半,粒子从磁场右边界上C点水平穿出,求:
(1)粒子进入磁场时的速度V为多少?
(2)电场强度E和磁感应强度B的大小.
huazhimin103 1年前 已收到1个回答 举报

ackb 幼苗

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解题思路:(1)粒子进入电场后做为在平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,根据运动的分解法,由运动学公式结合求出粒子进入磁场时的速度V大小和方向;
(2)在电场中,由牛顿第二定律求出电场强度.在磁场中,粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,画出粒子的运动轨迹,由几何知识求出轨迹半径,由牛顿第二定律求出磁感应强度.

(1)粒子在电场偏转,水平方向做匀速直线运动,竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动,则
垂直电场方向 d=v0t
平行电场方向 [1/2]d=
vy
2t
解得vy=v0
故粒子到达A点的速度为v=
2v0
设进入磁场时速度方向与水平方向成θ
则tanθ=
vy
v0=1,得θ=45°
(2)在电场中,vy=at,
又a=[F/m=
qE
m]
解得,E=
m
v20
qd
在磁场中,粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,画出粒子的运动轨迹如图所示,由几何知识得:
圆周运动的半径为 R=[d/sin45°]=
2d
由qvB=m
v2
R
解得,B=
mv0
qd
答:(1)粒子进入磁场时的速度V为
2v0
(2)电场强度E和磁感应强度B的大小是
mv0
qd.

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: 本题中粒子先后在电场和磁场中运动,轨迹不同,研究方法也不同,电场中运用运动的分解和合成,磁场中运用几何知识画轨迹,求半径.

1年前

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