首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
向心力
> 正文
返回
打印
如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系x0y的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源、当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向
网友投稿 2022-09-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系x0y的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源、当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向射入该区域时,恰好能沿y轴做匀速直线运动.若撤去磁场只保留电场,粒子以相同的速度从O点射入,经过一段时间后通过第一象限的P点,P点坐标为(L,
3
L
).若撤去电场,只保留磁场,让粒子以相同速率从O点射入,求:
(1)粒子在磁场中运动的半径;
(2)若要使粒子射出后仍能通过P点,求粒子从O点射出时的速度方向.
◎ 答案
(1)电磁场同时存在时,由粒子做匀速直线运动,设入射速度大小为v
0
得:
qv
0
B=qE…①
撤去磁场后,粒子在电场中做曲线运动,将合运动沿着x、y方向正交分解,根据分位移公式,有
3
L=
v
0
t
…②
L=
1
2
×
qE
m
×
t
2
…③
只保留磁场时,粒子在磁场中做圆周运动:
q
v
0
B=m
v
20
R
…④
联立以上各式解得:
R=
3
2
L
…⑤
(2)连接OP,作OP的中垂线交OP于O
3
点,若粒子沿v
1
方向射出,圆心为O
1
,据已知条件有:
.
O
O
1
=
.
O
1
P
=R=
3
2
L
…⑥
.
OP
=2L
.
O
O
3
=
.
O
3
P
=L
…⑦
据几何关系有:
cos∠
O
3
O
O
1
=
.
O
3
O
.
O
O
1
=
2
3
…⑧
因v
1
与
.
O
O
1
垂直,因此v
1
与x轴正方向所成夹角为∠O
3
OO
1
+30°,即
arccos
2
3
+30°
…⑨
若粒子沿v
2
方向射出,同理可解得:
cos∠
O
3
O
O
2
=
.
O
3
O
.
O
O
2
=
2
3
因v
2
与
.
O
O
2
垂直,因此v
2
与x轴 正方向 所 成 夹 角 为∠O
3
OO
2
-30°,即
arccos
2
3
-30°
…⑩
答:(1)粒子在磁场中运动的半径为
3
2
L
;
(2)若要使粒子射出后仍能通过P点,粒子从O点射出时的速度方向与x轴成
arccos
2
3
+30°
角度斜向上或与x轴成
arccos
2
3
-30°
角度斜向下.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系x0y的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源、当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向…”主要考查了你对 【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202209/261060.html
十二生肖
十二星座