如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系x0y的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源、当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向

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,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系x0y的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源、当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向射入该区域时,恰好能沿y轴做匀速直线运动.若撤去磁场只保留电场,粒子以相同的速度从O点射入,经过一段时间后通过第一象限的P点,P点坐标为(L,

3
L
).若撤去电场,只保留磁场,让粒子以相同速率从O点射入,求:
(1)粒子在磁场中运动的半径;
(2)若要使粒子射出后仍能通过P点,求粒子从O点射出时的速度方向.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)电磁场同时存在时,由粒子做匀速直线运动,设入射速度大小为v0得:
qv0B=qE…①
撤去磁场后,粒子在电场中做曲线运动,将合运动沿着x、y方向正交分解,根据分位移公式,有

3
L=v0t
…②
L=
1
2
×
qE
m
×t2
…③
只保留磁场时,粒子在磁场中做圆周运动:
qv0B=m
v20
R
…④
联立以上各式解得:R=
3
2
L
…⑤
(2)连接OP,作OP的中垂线交OP于O3点,若粒子沿v1方向射出,圆心为O1,据已知条件有:
.
OO1
=
.
O1P
=R=
3
2
L
…⑥
.
OP
=2L

.
OO3
=
.
O3P
=L
…⑦
据几何关系有:cos∠O3OO1=
.
O3O
.
OO1
=
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