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如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平右射入I区.粒子在Ⅰ区运动时,只受到大小不变、方向竖直

网友投稿  2023-04-12 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平右射入I区.粒子在Ⅰ区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在Ⅱ区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点P0的距离.粒子的重力可以忽略.

◎ 答案

正粒子垂直电场进入做类平抛运动,初末位置在45°角的平面MN上,说明位移方向角是45°,
根据分解公式得x=v0t①y=
1
2
at2
a=
Eq
m
tan45°=
y
x
S=

2
x
v=

v20
+a2t2

速度与水平方向的夹角θ:tanθ=2tan45°=2sinθ=
2

5
cosθ=
1

5

连立①②③④⑤⑥化简得v=

5
v0
S=2

2
m
v20
Eq

进入磁场时与边界MN的夹角为θ-45°做匀速圆周运动,
根据牛顿第二定律得m
v2
R
=Bqv

作出原轨迹,则弦长和半径满足关系sin(θ-45°)=
L
2R

连立⑨⑩得L=

2
mv0
Bq

所以粒子首次从II区离开时到出发点P0的距离为d=s+L=

2
mv0
q
(
2v0
E
+
1
B
)

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域.一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平右射入I区.粒子在Ⅰ区运动时,只受到大小不变、方向竖直…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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