如图,直角坐标系中,<O的区域存在沿+轴方向的匀强电场,场强大小为,在>0的区域存在一垂直纸面的矩形有界匀强磁场,其左边界和下边界分别与、轴重合,磁感应强度大小为(图中
◎ 题目
如图,直角坐标系中,<O的区域存在沿+轴方向的匀强电场,场强大小为,在>0的区域存在一垂直纸面的矩形有界匀强磁场,其左边界和下边界分别与、轴重合,磁感应强度大小为(图中未画出),现有一质量为、电荷量为的电子从第二象限的某点P以一定初速度(未知)沿+轴方向开始运动,以的速度经过坐标为(O,L)的Q点,再经过磁场偏转恰好从坐标原点O沿轴的负方向返回电场,求: (1)P点的坐标以及初速度为多少? (2)矩形磁场区域的最小面积。 |
◎ 答案
(1) , ,。 (2) 。 |
◎ 解析
(1)如图,设P点的坐标为(x,y),从P到Q电子做类平抛运动,经过Q点时速度与轴正方向的夹角为,,=60°。电子在Q点y轴负方向的分速度。在电场中电子运动的加速度。若电子由P点到Q点的时间为,则:,所以,,
。由题意知,经过磁场偏转恰好从坐标原点O沿轴的负方向返回电场,说明出电场后并没有直接进入磁场,而是先做直线运动后,才进入磁场(如图),设电子在磁场中做圆周运动的半径为r,则。又,所以。因此,代入得,。 (2)进入>0的区域后,根据题意,电子开始应做直线运动,然后进入磁场区域,如图所示。设所加最小矩形磁场区域长宽分别为、,,
上一篇:如图(甲)所示,一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q,PQ连线垂直金属板;N板右侧的圆A内分布有方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为,圆半径为,且圆心O在
下一篇:如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=1.57T。小球1带正电,其电量与质量之比=4C/kg,所受重力与电场
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