如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场.现有一粒子源处在坐标为(0,L)M点能以垂直与电场方向不断发射质

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场.现有一粒子源处在坐标为(0,L)M点能以垂直与电场方向不断发射质量为m、电量为+q、速度为v0的粒子(重力不计),粒子进入磁场后最后又从x轴上坐标为(3L,0)处的P点射入电场,其入射方向与x轴成45°角.求:
(1)粒子到达P点时的速度v;
(2)匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B;
(3)粒子从M点运动到P点所用的时间t.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)粒子运动轨迹如图所示.设粒子在P点速度为v,
根据对称性可知v0=vcos45°,
解得:v=

2
v0

(2)粒子由M点运动到P点的过程中,由动能定理得:qEL=
1
2
mv2-
1
2
m
v20

解得E=
mv02
2qL

水平方向的位移为xOQ=v0t1
竖直方向的位移为L=
v0
2
t1
,可得xOQ=2L,xQP=L
由xQP=2Rcos45°,故粒子在OQ段圆周运动的半径R=

2
2
L

粒子在磁场中:qvB=m
v2
R

联立解得:B=
2mv0
qL

(3)在Q点时,vy=v0tan45°=v0
设粒子从M到Q所用时间为t1,在竖直方向上有t1=
L
v0
2
=
2L
v0

粒子从Q点运动到P所用的时间为:t2=
πL
4v0

则粒子从M点运动到P点所用的时间为t
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