(20分)如图所示,在直角坐标xOy平面y轴左侧(含y轴)有一沿y轴负向的匀强电场,一质量为m,电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度沿x轴正向进入电场,从y轴上Q点离开电场时速度
◎ 题目
(20分)如图所示,在直角坐标xOy平面y轴左侧(含y轴)有一沿y轴负向的匀强电场,一质量为m,电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度沿x轴正向进入电场,从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负向夹角,Q点坐标为(0,-d),在y轴右侧有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场区域(图中未画出),磁场磁感应强度大小,粒子能从坐标原点O沿x轴负向再进入电场.不计粒子重力,求: (1)电场强度大小E; (2)如果有界匀强磁场区域为半圆形,求磁场区域的最小面积; (3)粒子从P点运动到O点的总时间. |
◎ 答案
(1) (2) (3) |
◎ 解析
试题分析:(1)设粒子从Q点离开电场时速度大小为,由粒子在匀强电场中做类平抛运动得: 由动能定理得 ,解得: (2)设粒子从M点进入,N点离开半圆形匀强磁场区域粒子在磁场中做匀速圆周运动半径为,圆心为,轨迹如图所示: 由洛伦兹力提供向心力,得 解得: 若半圆形磁场区域的面积最小,则半圆形磁场区域的圆心为可得半径, 半圆形磁场区域的最小面积: (3)设粒子在匀强电场中运动时间为,粒子从Q点离开电场时沿y轴负向速度大小为,有: ,, 解得: 设粒子在磁场中做匀速圆周运动时间为,有: 粒子在QM、NO间做匀速直线运动时间分别为、 由几何关系得QM距离,得:; NO间距离,得 粒子从P点运动到O点的总时间为 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(20分)如图所示,在直角坐标xOy平面y轴左侧(含y轴)有一沿y轴负向的匀强电场,一质量为m,电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度沿x轴正向进入电场,从y轴上Q点离开电场时速度…”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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上一篇:(14分)如图所示,直角坐标系中,M点的横坐标区域内,有竖直向下的匀强电场;N点的横坐标以N为圆心、r为半径的圆内及圆边界上有垂直于纸面向里的匀强磁场.P为磁场边界上一点.
下一篇:(17分)如图所示,串联阻值为R的闭合电路中,边长为L的正方形区域abcd存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强度均匀增加且变化率为的匀强磁场,abcd的电阻值也为R,其他电阻不计
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