如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系xoy的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源。当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向

◎ 题目

如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系xoy的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源。当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向射入该区域时,恰好能沿y轴做匀速直线运动。若撤去磁场只保留电场,粒子以相同的速度从O点射入,经过一段时间后通过第一象限的PP点坐标为(L)。若撤去电场,只保留磁场,让粒子以相同速率从O点射入,求:

⑴粒子在磁场中运动的半径;
⑵若要使粒子射出后仍能通过P点,求粒子从O点射出时的速度方向。

◎ 答案

(1)     (2) v2x轴正方向所成夹角为,即   

◎ 解析

⑴电磁场同时存在时,由粒子做匀速直线运动,设入射速度大小为v0得:
                    ①       2分
撤去磁场后,粒子在电场中做曲线运动,
         ②    2分
    ③     2分
只保留磁场时,粒子在磁场中做圆周运动
           ④   2分
联立以上各式解得:  ⑤   2分
⑵连接OP,作OP的中垂线交OPO3点,
若粒子沿v1方向射出,圆心为O1,据已知条件有
 ⑥  2分        ⑦  2分
据几何关系有:  ⑧   2分
v1垂直,因此v1x轴正方向所成夹角为,即  ⑨  2分
若粒子沿v2方向射出,同理可解得:    
v2垂直,因此v2x轴正方向所成夹角为,即   ⑩  2分

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向水平向右,直角坐标系xoy的原点O处有一能向各个方向发射带电粒子(不计重力)的放射源。当带电粒子以某一初速度沿y轴正方向…”主要考查了你对  【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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