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如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带负电的粒子(不计重力)从A点沿y轴正

网友投稿  2023-04-06 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带负电的粒子(不计重力)从A点沿y轴正方向以v0速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,最后从P点射出.
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅撤去电场,带电粒子仍从A点以相同的速度射入,恰从圆形区域的边界M点射出.已知OM与x轴的夹角为θ=30°,求粒子比荷
q
m

(3)若仅撤去磁场,带电粒子仍从A点射入,恰从圆形区域的边界N点射出(M和N是关于y轴的对称点),求粒子运动初速度的大小.

◎ 答案

(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E.可判断出粒子受到的洛伦兹力沿X轴正方向,可知电场强度沿X轴正方向,且有:
qE=qV0B
解得:E=V0B
(2)仅有磁场时,带电粒子做匀速圆周运动,根据几何关系有:
R=rtana
由洛伦兹力充当向心力得:
qV0B=
mV20
r

解得:
q
m
=

3
V0
3RB

(3)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中做类平抛运动:
y=Vt
X=
1
2
at2

qE=ma
由几何关系知:
y=R+Rsinθ
X=Rcosθ
由以上各式解得
v=

3
2
V0

答:(1)电场强度的大小V0B方向沿X轴正方向;
(2)若仅撤去电场,带电粒子仍从A点以相同的速度射入,恰从圆形区域的边界M点射出.已知OM与x轴的夹角为θ=300,粒子比荷
q
m
=

3
V0
3RB

(3)若仅撤去磁场,带电粒子仍从A点射入,恰从圆形区域的边界N点射出(M和N是关于y轴的对称点),粒子运动初速度的大小

3
2
V0

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带负电的粒子(不计重力)从A点沿y轴正…”主要考查了你对  【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。



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