如图所示,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界.现有一质量为m,电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标

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,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界.现有一质量为m,电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置(-L,0)处,以初速度v0沿x轴正方向开始运动,且已知L=
m
v20
qE

试求:要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁场的宽度d应满足的条件.
魔方格

◎ 答案

带电粒子在电场中做类平抛运动,设粒子进入磁场时的速度大小为v,速度方向与y轴的夹角为θ,如图所示,则:
vy=
qE
m
?
L
v0
=v0

魔方格


v=

v20
+
v2y
=

2
v0

cosθ=
vy
v
=

2
2
,θ=45°;
粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为:R=
mv
qB

要使带电粒子能穿越磁场区域,磁场的宽度应满足的条件为:d<(1+cosθ)R
即:d<
(1+

2
)mv0
qB

答:要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁场的宽度d应满足的条件为d<
(1+

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