空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电量为+q、质量为m的粒子,在p点以某一初速开始运动,初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 磁场,地磁场/2023-04-12 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电量为+q、质量为m的粒子,在p点以某一初速开始运动,初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直,如图中Q点箭头所示。已知P、Q间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变,而将匀强磁场换成匀强电场,电场方向与纸面平行且与粒子在P点时速度方向垂直,在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求:
(1)电场强度的大小。
(2)两种情况中粒子由P运动到Q点所经历的时间之差。
 

◎ 答案

(1)
(2)

◎ 解析

(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,以v0表示粒子在P点的初速度,R表示圆周的半径,则有  qv0B=m ①
由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度,可知粒子由P点到Q点的轨迹为圆周,故有    ②
以E表示电场强度的大小,a表示粒子在电场中加速度的大小,tE表示粒子在电场中由p点运动到Q点经过的时间,则有
qE="ma " ③
 ④
R=v0tE   ⑤
由以上各式,得   ⑥
(2)因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为圆周,故运动经历的时间tE为圆周运动周期T的,即有   tE=T ⑦
而      ⑧
由⑦⑧和①式得  ⑨
由①⑤ 两式得   ⑩ 
    

◎ 知识点

    专家分析,试题“空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电量为+q、质量为m的粒子,在p点以某一初速开始运动,初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图…”主要考查了你对  【磁场,地磁场】  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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