如图所示,在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场,y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1=mv0qL、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L,高度均为3L.

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,在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场,y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1=
mv0
qL
、方向垂直纸面向外的匀强磁场,区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L,高度均为3L.质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标为(-2L,-

2
L)的A点以速度v0沿+x方向射出,恰好经过坐标为[0,-(

2
-1)L]的C点射入区域Ⅰ.粒子重力忽略不计.

(1)求匀强电场的电场强度大小E;
(2)求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标;
(3)要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场,可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场.试确定磁感应强度B的大小范围,并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向.
魔方格

◎ 答案

(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动
则有:
   x轴方向:2L=v0t
   y轴方向:L=
1
2
qE
m
(
2L
v0
)2

解得:E=
m
v20
2qL

(2)设带电粒子经C点时的竖直分速度为 vy、速度为v
魔方格

则有:vy=
qE
m
t=
qE
m
2L
v0
=v0

  所以 v=

2
v0

方向与x轴正向成45° 斜向上
当粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,
由牛顿第二定律,有B1qv=m
v2
R
R=

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