直角坐标系xoy界线OM两侧区域分别有如图所示电、磁场(第三象限除外),匀强磁场磁感应强度为B、方向垂直纸面向外,匀强电场场强E=vB、方向沿x轴负方向.一不计重力的带正电的粒

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

直角坐标系xoy界线OM两侧区域分别有如图所示电、磁场(第三象限除外),匀强磁场磁感应强度为B、方向垂直纸面向外,匀强电场场强E=vB、方向沿x轴负方向.一不计重力的带正电的粒子,从坐标原点O以速度为v、沿x轴负方向射入磁场,随后从界线上的P点垂直电场方向进入电场,并最终飞离电、磁场区域.已知粒子的电荷量为q,质量为m,求:
(1)粒子在磁场中运动的轨迹半径R及P点的位置坐标;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)粒子在磁场中运动时,由洛仑兹力提供向心力,有:
  qvB=m
v2
R
解得:R=
mv
qB

如图所示,由几何关系可知,粒子经过界线OM的位置P的坐标为(
mv
qB
mv
qB
).
(2)粒子在磁场中运动的周期T=
2πR
v
=
2πm
qB

由几何知识得知,粒子在磁场中轨迹对应的圆心角为θ=270°
则在磁场中运动的时间 t=
270°
360°
T=
3πm
2qB

(3)粒子从P点射入电场将做类平抛运动,如图所示,有:
   R=
1
2
at2
    ①
   x=vt       ②
其中:a=
qE
m
   ③
联立①②③式解得 x=

2
mv
qB

故粒子最终飞离电、磁场区域的位置坐标为[0,-(

2
-1)
mv
qB
]
答:(1)粒子在磁场中运动的轨迹半径R是
mv
qB
,P点的位置坐标是(
mv
qB
mv
qB
);
(2)粒子在磁场中运动的时间是
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示,一质量为m、带电量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止
如图所示,一质量为m、带电量
酒后驾驶会导致许多安全隐患,是因为驾驶员的反应时间变长,反应时间是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间.下表中“思考距离”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行
酒后驾驶会导致许多安全隐患
如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,下列传述正确的是()A.小球的速度一直减小B.小球的加速度先减小后增大C.小球的加
如图所示,小球从高处下落到
如图所示,一个质量m=20kg的物体放在光滑水平地面上.对物体施加一个F=10N的水平拉力,使物体由静止开始做匀加速直线运动.求:(1)物体在4.0s时间内的位移大小;(2)拉力F在4.
如图所示,一个质量m=20kg的
如图,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°.空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出,
如图,纸面内有E、F、G三点,