如图所示匀强电场分布在宽度为L的区域内,一个正离子以初速度v0垂直于电场方向射入场强为E的匀强电场中,穿出电场区域时偏转角为θ.在同样的宽度范围内,若改用方向垂直于纸面

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示匀强电场分布在宽度为L的区域内,一个正离子以初速度v0垂直于电场方向射入场强为E的匀强电场中,穿出电场区域时偏转角为θ.在同样的宽度范围内,若改用方向垂直于纸面向里的匀强磁场,使该离子穿过磁场区域时偏转角也为θ,求:(离子重力忽略不计)
(1)正离子的电荷量q与其质量m的比值;
(2)匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)离子穿过匀强电场与穿过匀强磁场所用时间之比.

◎ 答案


魔方格
解(1)正离子在电场中,水平方向做匀速直线运动,在电场中运动时
间为  t=
L
v0

离子在竖直方向做初速为零的匀加速直线运动射出电场时的速度为
   vy=at=
EqL
mv0

如图所示  tanθ=
vy
v0
=
at
v0
=
qEL
m
v20

q
m
=
v20
tanθ
EL
  ①
(2)磁场中,离子的轨迹如图所示,由几何知识得  R=
L
sinθ
  ②
qv0B=m
v20
R

R=
mv0
qB
B=
mv0
qR
  ③
①②③式联立  B=
Ecosθ
v0

(3)离子穿过电场的时间为t1=
L
v0

离子穿过磁场的时间为t2=
v0

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t1
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