如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场。一个带电粒子(不计重力)从原点0沿x轴的正向进入场区,恰好能够做匀速直线运动,而且穿过

◎ 题目

如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场。一个带电粒子(不计重力)从原点0沿x轴的正向进入场区,恰好能够做匀速直线运 动,而且穿过场区的时间为T0;若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过场区的时间为;若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变,那么该带电粒子穿过场区的时间应该是

A:   B:    C:    D:

◎ 答案

B

◎ 解析

分析:带电粒子在电场与磁场中受到的电场力与洛伦兹力平衡,当粒子在电场中做类平抛运动时,由分解成的两个简单运动可得电场强度与位移关系.当撤去电场时,粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与几何关系可求出带电粒子穿过场区的时间.
解答:解:从原点沿x轴直线射出过程匀速直线运动,受力平衡:Eq=Bqv…①
由穿过场区的时间为T0可得:L=vT0…②
若撤去磁场,只保留电场,带电粒子在竖直方向偏转,做类平抛运动:
x=vT0…③     x=L…④;     y=at2…⑤
t=T0…⑥     a=…⑦
当撤去电场,在匀强磁场中匀速圆周运动,带电粒子在磁场中经过的轨迹是个半圆,故运动时间:
t=…⑧     由①②③④⑤式得:t=T0
故该粒子穿过场区的时间应该是t=T0
故选B.
点评:本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型:匀速圆周运动与类平抛运动,及相关的综合分析能力,以及空间想像的能力,应用数学知识解决物理问题的能力.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场。一个带电粒子(不计重力)从原点0沿x轴的正向进入场区,恰好能够做匀速直线运动,而且穿过…”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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