在地面上方某处的真空室里存在着水平方向的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系.一质量为m、带电荷量为+q的微粒从点P(33l,0)由静

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

在地面上方某处的真空室里存在着水平方向的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系.一质量为m、带电荷量为+q的微粒从点P(

3
3
l,0)由静止释放后沿直线PQ运动.当微粒到达点Q(0,-l)的瞬间,撤去电场,同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小B=
m
q
=

3g
2l
,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大.已知重大加速度为g.求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小和方向;
(3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)由于微粒沿PQ方向运动,可知微粒所受的合力沿PQ方向,可得  qE=mgcotα
由题意得α=60°
解之得  E=

3
3q
mg

(2)微粒到达Q点的速度v可分解为水平分速度为v1和竖直分速度为v2
根据竖直方向上自由落体运动规律有,v22=2gl
则 v2=

2gl

   v1=v2tan30°=

2
3
gl

对于水平分速度v1,其所对应的洛伦兹力大小为f1,方向竖直向上
f1=qv1B=q?

2
3
gl
?
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