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错解是由于审题出现错误。他们把题中所说的“射出之后,第3次到达x轴”这段话理解为“粒子在磁场中运动通过x轴的次数”没有计算粒子从电场进入磁场的次数。也就是物理过程没有搞清就下手解题,必然出错。
【正确解答】
粒子在磁场中的运动为匀速圆周运动,在电场中的运动为匀变速直线运动。画出粒子运动的过程草图10-19。根据这张图可知粒子在磁场中运动半个周期后第一次通过x轴进入电场,做匀减速运动至速度为零,再反方向做匀加速直线运动,以原来的速度大小反方向进入磁场。这就是第二次进入磁场,接着粒子在磁场中做圆周运动,半个周期后第三次通过x轴。
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第3次到达x轴时,粒子运动的总路程为一个半圆周和六个位移的长度之和。
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在电场中粒子的磁场中每一次的位移是l。
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【错解分析】错解:粒子射出后第三次到达x轴,如图10-18所示
例10 如图10-17所示。在x轴上有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;在x轴下方有沿y铀负方向的匀强电场,场强为E。一质最为m,电荷量为q的粒子从坐标原点。沿着y轴正方向射出。射出之后,第3次到达X轴时,它与点O的距离为L,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s,(重力不计)。
如图10-16,当离子到达位置P时圆心角为
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【小结】
时时要注意公式的适用条件范围,稍不注意就会出现张冠李戴的错误。
如果想用平均力的牛顿第二定律求解,则要先求平均加速度
高中阶段,我们在应用牛顿第二定律解题时,F应为恒力或平均力,本题中洛仑兹力是方向不断变化的力。不能直接代入公式求解。
【正确解答】
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【错解分析】错解:根据牛顿第二定律和向心加速度公式
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