如图所示,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从

◎ 题目

如图所示,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为qq>0)的点电荷a在纸面内垂直于EFF点射出,其轨迹经过G点;再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内与EF成一定角度从E点射出,其轨迹也经过G点,两点电荷从射出到经过G点所用的时间相同,且经过G点时的速度方向也相同。已知点电荷a的质量为m,轨道半径为R,不计重力,求:

(1)点电荷a从射出到经过G点所用的时间;
(2)点电荷b的速度大小。

◎ 答案

(1) (2)4qBR/3m

◎ 解析

(1)设点电荷a的速度大小为v,由牛顿第二定律,得
设点电荷a做圆周运动的周期为T,有

如图,OO1分别是ab的圆轨道的圆心,设a在磁场中偏转的角度为θ,由几何关系得θ=90°,
a从开始运动到经过G点所用的时间t
(2)设点电荷b的速度大小为v1,轨道半径为R1b在磁场中偏转的角度为θ1,依题意有
,可得
由于两轨道在G点相切,所以过G点的半径OGO1G在同一直线上。由几何关系和题给条件得
Θ1=60°,R1=2R
联立以上各式,解读
【考点定位】考查带电粒子在磁场中运动的综合应用,综合性较强。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,纸面内有E、F、G三点,∠GEF=30°,∠EFG=135°,空间有一匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为q(q>0)的点电荷a在纸面内垂直于EF从…”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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