如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且a

◎ 题目

如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形边长为L,且ab边与y轴平行.一质量为m、电荷量为q的粒子,从y轴上的p(0,h)点,以大小为v0的速度沿x轴正方向射入电场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限,且速度与y轴负方向成45°角,不计粒子所受的重力.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)粒子到达a点时速度的大小和方向;
(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值.
魔方格

◎ 答案

粒子在第Ⅰ象限内做类平抛运动,设在第Ⅰ象限内运动的时间为t1,则
水平方向有:2h=v0t1…①
竖直方向有:h=
1
2
qE
m
t12
…②
①②式联立得:E=
m
v20
2qh
   ③
(2)设粒子到达a点时时竖直方向的速度vy
则有:vy=at1=
qE
m
t1
…④.
①③④联立得:vy=v0
所以粒子到达a点时速度大小为va=

vx2+vy2
=

v02+v02
=

2
v0
    ①
与x轴的夹角为θ,由几何关系得:tanθ=
vy
vx
=
v0
v0
=1

所以θ=45°
(3)经分析,当粒子从b点出磁场时,磁感应强度最小;

魔方格

由几何关系得:r=

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