(14分)如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过

◎ 题目

(14分)如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的 P2点进入磁场,并经过y轴上y=处的P3点。不计重力。

求:(l)电场强度的大小
(2)粒子到达P2时的速度
(3)磁感应强度的大小。

◎ 答案

(1)(2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)粒子在电场、磁场运动的轨迹如图所示,设粒子从P1到P2的时间为t,电场强度大小为E,粒子在电场中的加速度为a,由牛顿第二定律及运动学公式有
   =2      解得

(2)粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为v0,  以v1表示速度沿y轴方向分量的大小,v表示速度的大小,θ表示速度和x轴的夹角,则有
   +                =45°
(3)设磁场的磁感应强度为B,在洛仑兹力作用下粒子作匀速圆周运动,由牛顿第二定律有

r是圆周的半径,此圆周与x轴和y轴的交点分别为P2、P3,因为OP2=OP3
=45°,由几何关系可知,连线P2P3为圆轨道的直径,由上此可求得
    
点评:此类型的题目要求同学们能正确分析粒子的受力情况,再通过受力情况分析粒子的运动情况,熟练掌握圆周运动及平抛运动的基本公式,难度适中.

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14分)如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过…”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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