如图所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入

◎ 题目

如图所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,已知ab=L,求:

(1)小球的带电性质及其电荷量与质量的比值;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(3)小球从P经a至b时,共需时间为多少?

◎ 答案

(1)  (2)、方向垂直纸面向外  (3)

◎ 解析


试题分析:(1)小球进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡,电场力方向向上,场强向下,小球带负电;
可得电荷量与质量的比值
(2)粒子由a到b运动半周,由左手定则可得磁场方向垂直纸面向外;



解得
(3)设小球下落h时间为,磁场中的运动时间为
可得

在磁场中运动时间为
则小球从P经a至b时,共需时间为
点评:带电粒子在复合场中做匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,洛仑兹力提供做圆周运动的向心力。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入…”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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