(19分)如图,在xoy平面上x0的区域有一与OA平行的匀
◎ 题目
(19分)如图,在xoy平面上x<0的区域内存在一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B;OA是过原点的一条直线,与y轴正方向夹角为60°.在x>0的区域有一与OA平行的匀强电场,场强大小为E.现有一质量为m,电量为q的带正电的粒子(重力不计)从直线OA上的某处P点由静止释放后,经0点进入磁场,经过一段时间后恰能垂直OA到达0A上的Q点(电场方向以及P点、Q点位置在图中均未画出).求 (1)P点的坐标; (2)粒子从P点释放到垂直0A到达Q点所用的时间; (3)PQ之间的距离. |
◎ 答案
解:(1)设P点坐标为(x,y),粒子到达O点时速度为v1, 粒子在电场中加速度a=qE/m,① v12=2a·,② 粒子从O点进入后做匀速圆周运动,设运动半径为R,则有, qv1B=m,③ 粒子从M点射出磁场再次进入电场,速度大小为v1,方向与y轴负方向成60°角,设到达Q点时速度为v2,则:v2=v1sin60°,④ 又由几何关系可知,OM之间的距离为d="2R" sin60°,⑤ 设粒子从M点到Q点所用时间为t3,则,dsin60°= v2t3,⑥ v1cos60°="a" t3,⑦ 联立解得:x=,⑧ t3=。⑨ 由几何关系可得:y==。 即P点坐标为:(,).。 (2)设粒子从P点到O点所用的时间为t1,从O点到M点所用的时间为t2,则, =at12, 解得t1=。 粒子从O点进入磁场后做匀速圆周运动的周期为:T=, t2=2T/3=。 所以从P点释放到垂直OA经过Q点所用时间为t= t1+ t2+t3=。 (3)由①④⑦⑨得:v2=3E/B..。 设PQ之间的距离为l,在整个运动过程中,由动能定理,qEl=mv22, 解得:l=。 |
◎ 解析
分析带电粒子在电场磁场中的运动情况,应用带电粒子在电场、磁场中运动的相关知识列方程解答。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(19分)如图,在xoy平面上x<0的区域内存在一垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B;OA是过原点的一条直线,与y轴正方向夹角为60°.在x>0的区域有一与OA平行的匀…”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。- 最新内容
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