如图所示,在xOy平面内的第一象限内存在沿Y轴正方向的匀强电场,在第四象限存在有界的磁场,磁感应强度B=9.0×10-3T,有一质量为m=9.0×10-31kg,电量为e=1.6×10-19C的电子
◎ 题目
如图所示,在xOy平面内的第一象限内存在沿Y轴正方向的匀强电场,在第四象限存在有界的磁场,磁感应强度B=9.0×10-3T,有一质量为m=9.0×10-31kg,电量为e=1.6×10-19C的电子以v0=2.0×107m/s的速度从Y轴的p点(0,2.5
(1)OQ之间的距离及电子通过Q点的速度大小. (2)若在第四象限内的磁场的边界为直线边界,即在虚线Y=Y0的下方有磁场,如图中所示.求Y0的坐标. (3)若在第四象限内的磁场为圆形边界的磁场,圆形边界的磁场的圆心坐标的范围. |
◎ 答案
(1)电子在电场做类平抛运动,在Q点速度方向与X轴成600角,故 v=
又由平抛规律: x=v0t y=
其中: vy=v0tan60° 解得:x=5cm (2)电子在磁场中做匀速圆周运动,故有: qvB=m
得:R=
由几何关系可知,电子回到Q点有: y0=Rsin60°tan60° 解得:y0=3.75cm (3)由于在磁场中偏转后又回到Q点,方向与X轴也成60°角.其运动轨迹如图: 由几何关系可知,圆形磁场的圆心在Q点的正下方,即:x=5cm 圆形磁场应与电子轨迹有公共弦,同时只要磁场半径r大于R即可,故磁场圆心y轴的最小坐标为: y=y0+Rcos60°=5cm 圆形磁场在第四象限,磁场半径应小于5cm,由几何关系可知,磁场圆心y轴的最大坐标为: y=y0+
即圆形磁场的圆心的坐标应满足: x=5cm |