(2009•海淀区一模)如图所示,xOy平面内的圆O′与y轴相切于坐标原点O,在该圆形区域内,可以有与y轴平行的匀强电场

(2009•海淀区一模)如图所示,xOy平面内的圆O′与y轴相切于坐标原点O,在该圆形区域内,可以有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场,若只加匀强电场或只加匀强磁场,一个带正电的小球从原点O以一定的初速度沿x轴进入圆形区域,小球恰好做匀速直线运动,若电场和磁场都撤去,其它条件不变,该带电小球穿过圆形区域的时间恰好为做匀速直线运动穿过圆形区域时间的一半.若电场和磁场都存在,其它条件不变,那么,该带电小球穿过圆形区域的时间是电场和磁场都撤去时穿过圆形区域时间的(  )
A.2倍
B.[1/2]倍
C.arctan2倍
D.arctan
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2
肖淑慎 1年前 已收到1个回答 举报

laidy2007 幼苗

共回答了18个问题采纳率:94.4% 举报

只有电场时,qE=mg;只有磁场时,qvB=mg;这两种情况小球都做匀速直线运动,沿圆的直径穿过该区域,时间t=
2R
v,
若电场和磁场都撤去,其它条件不变,小球只受到重力的作用,做平抛运动,水平方向:t′=
1
2t,水平方向的位移:x=vt′=R ①;
由①可知,小球在只有重力作用下穿过该区域的位置在圆弧的最低点,所以竖直方向小球做自由落体运动,y=
1
2gt′2=R ②
联立以上各式解得:t′=
2R
v,v=

gR
2
若电场和磁场都存在,其它条件不变,那么小球受到重力、电场力和洛伦兹力的作用,因电场力与重力大小相等,方向相反,所以恰好是洛伦兹力提供向心力,使得小球做匀速圆周运动,得:qvB=
mv2
r,解得r=
R
2
设粒子的偏转角为θ,如图,则
tan
θ
2=
R
r=2
所以粒子在磁场中运动的时间:t磁=
2θ•r
v=
R•θ
v=t′arctan2
所以选项C正确.
故选:C

1年前

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