如图(甲),在xOy平面内有足够大的勻强电场,电场方向竖直向上,电场强度E=40N/C.在_y轴左侧平面内有足够大的磁场,磁感应强度B1随时间t变化规律如图(乙)(不考虑磁场变化所产

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(甲),在xOy平面内有足够大的勻强电场,电场方向竖直向上,电场强度E=40N/C.在_y轴左侧平面内有足够大的磁场,磁感应强度B1随时间t变化 规律如图(乙)(不考虑磁场变化所产生电场的影响),15πs后磁场消失,选定磁 场垂直纸面向里为正方向.在y轴右侧平面内分布一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场(图中未画出),半径r=0.3m,磁感应强度B2=0.8T,且圆的左侧与y轴始终相切.T=0 时刻,一质量m=8x104kg、电荷谓q=+2xl0-4C的微粒从x轴上xp-0.8m处的P点以 速度v=0.12m/s沿x轴正方向射入,经时间t后,从y轴上的A点进入第一象限并正对 磁场圆的圆心,穿过磁场后击中x轴上的M点.(取g=10m/s2、π=3,最终结果保留2 位有效数字)求:
(1)A点的坐标yA及从P点到A点的运动时间t  
(2)M点的坐标×x
(3)要使微粒在圆磁场中的偏转角最大,应如何移动圆磁场?并计算出最大偏转角.
魔方格

◎ 答案

(1)F=qE=8×10-3N
F=mg                 
所以微粒做匀速圆周运动
qvB1=m
v2
R1

 R1=0.6m            
周期T=
2πm
qB1
=10πs
                  
从乙图可知
0--5πs      匀速圆周运动R1
.

X 
 P
.

   
微粒运行半个圆周后到点C:
XC=-0.8m,yc=2R1=1.2m
5πs--10πs   向左做匀速运动,位移大小s1=v
T
2
=
5
=1.8m

运动到D点:xD=-2.6m,yD=1.2m
10πs--15πs(s)  微粒又做匀速圆周运动
运动到E点:xE=-2.6myE=4R1=2.4m
此后微粒做匀速运动到达A点:yA=4R1=2.4m          
轨迹如图所示

魔方格

从P到A的时间:t=15π+tEA 或者t=2T+
.

x 
 p
.

v

所以:t≈67s                                 
(2)微粒进入圆形磁场做匀速圆周运动的半径为R2=
mv
qB2
=0.6m
    
设轨迹圆弧对应的圆心角为θ,则tan
θ
2
=
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