如图所示,直角坐标系的ox轴水平,oy轴竖直;M点坐标为(-0.3m,0)、N点坐标为(-0.2m,0);在-0.3m≤X≤-0.2m的长条形范围内存在竖直方向的匀强电场E0;在X≥0的范围内存在竖
◎ 题目
如图所示,直角坐标系的ox轴水平,oy轴竖直;M点坐标为(-0.3m,0)、N点坐标为(-0.2m,0);在-0.3m≤X≤-0.2m的长条形范围内存在竖直方向的匀强电场E0;在X≥0的范围内存在竖直向上的匀强电场,场强为E=20N/C;在第一象限的某处有一圆形的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=2.5T.有一带电量q=+1.0×10-4C、质量m=2×10-4kg的微粒以v0=0.5m/s的速度从M点沿着x轴正方向飞入电场,恰好垂直经过y轴上的P点(图中未画出,yP>0),而后微粒经过第一象限某处的圆形磁场区,击中x轴上的Q点,速度方向与x轴正方向夹角为60°.g取10m/s2.求: (1)场强E0的大小和方向; (2)P点的坐标及圆形磁场区的最小半径r; (3)微粒从进入最小圆形磁场区到击中Q点的运动时间(可以用根号及π等表示) |
◎ 答案
(1)E0方向向上---① 微粒穿过MN、NO区的时间分别为t1、t2,则 t1=
t2=
过MN区加速度a竖直向上,速度变化量大小为△v:a=
过NO区:g=
且qE0-mg=ma------⑥ 由①~⑥得E0=60N/C-------⑦ (2)过N界偏移y1=
y2=
则yP=y1+y2=1.2m----⑩ 故P点的坐标为:(0,1.2m) 由qE=mg------(11) 得微粒飞入磁场做速度为v0的匀速圆周运动,设轨道半径为R, 由qv0B=m
R=
由几何关系得最小磁场区半径r=
(3)磁场中运动时间t3=
C~Q时间t4=
由几何关系得CQ= |