如图所示,竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场相互垂直,且被约束在矩形ABCD的区域中,一带电粒子(不计重力)以速度v0从O点垂直电场射入矩形区域,恰好沿射入方向作

◎ 题目

如图所示,竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场相互垂直,且被约束在矩形ABCD的区域中,一带电粒子(不计重力)以速度v0从O点垂直电场射入矩形区域,恰好沿射入方向作直线运动,当它运动到P点时(OP=d),此时突然撤去电场,粒子开始作圆周运动,经过半周期时,再突然恢复电场并撤去磁场,粒子最后从O点射出.求:
(1)粒子作圆周运动时的半径
(2)粒子从O点射出时的速度大小.
魔方格

◎ 答案

(1)设磁感应强度为B,电场强度为E,带电粒子的电量为q,质量为m,圆周运动的半径为r,
匀速运动过程有:qBv0=qE
d=v0
匀速圆周运动过程有:qBv0=m
v20
r
 
类平抛运动过程有:2r=
1
2
?
qE
m
?t2
 
由上式联立解得:r=
d
2

(2)设经O点射出时的速度为v,平行电场方向的速度为vE
由类平抛运动有:d=v0t
2r=
.
vE
?t=
vE
2
?t

v=

v20
+
v2E

由上式联立解得:v=

5
?v0

答:(1)粒子作圆周运动时的半径为
d
2

(2)粒子从O点射出时的速度大小

5
v0

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场相互垂直,且被约束在矩形ABCD的区域中,一带电粒子(不计重力)以速度v0从O点垂直电场射入矩形区域,恰好沿射入方向作…”主要考查了你对  【带电粒子在匀强磁场中的运动】,【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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