在如图所示的直角坐标中,x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场,场强的大小为E=2×104V/m.x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=2×10-2T,方向垂直于

◎ 题目

在如图所示的直角坐标中,x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场,场强的大小为E=

2
×104V/m.x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场,磁感应强度的大小为 B=2×10-2T,方向垂直于纸面向外.把一个比荷为
q
m
=2×108
C/kg的正电荷从y轴上坐标为(0,1)的A点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计,求:
①电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t;
②电荷在磁场中的偏转半径;
③电荷第二次到达x轴上的位置.
魔方格

◎ 答案

(1)带电粒子从A点出发,至第一次到x轴为第一过程,在这个过程中,带电粒子做匀加速直线运动,位移大小由图中的直角三角形可以解出x=

2
m
由匀变速直线运动的位移时间关系式:x=
1
2
at2
整理得:t=

2x
a
=

2mx
qE
=10-6s
(2)粒子到达磁场时的速度:v=at=
qE
m
t
=2

2
×106m/s
根据洛伦兹力提供向心力:qvB=
mv2
R

解得:R=

2
2
m
(3)带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示:

魔方格

在直角三角形OAB中:AB=Rsin45°=
1
2
m
所以粒子再次到达x轴时距离A点左方2AB即1m处,所以电荷第二次到达x轴上的位置为(0,0).
故答案为:
①电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间为10-6s;
②电荷在磁场中的偏转半径
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