如图所示的坐标系xOy,在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面(纸面)向里的匀强磁场,在第四象限存在沿y轴
◎ 题目
如图所示的坐标系xOy,在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面(纸面)向里的匀强磁场,在第四象限存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场的场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电小球,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限.然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求: (1)小球到达P2点时速度的大小和方向; (2)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小; (3)小球在第四象限空间中速率将怎样变化(回答结论,不必解释). |
◎ 答案
(1)如图带电小球从P1到P2点,由平抛运动规律得 h=
v0=
vy=gt…③ tanθ=
求出 v=
方向与x轴负方向成θ=45°角 即为球到达P2点时速度的大小2
(2)带电小球从P2到P3,重力与电场力平衡,洛伦兹力提供向心力得 qE=mg…⑥ Bqv=m
由几何关系得(2R)2=(2h)2+(2h)2…⑧ 由⑥解得 E=
联立⑤⑦⑧式得B=
即第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小为
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