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在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系,将第Ⅰ、Ⅱ象限称为区域一,第Ⅲ、Ⅳ象限称为区域二,其中一个区域内只有匀强电场,另一个区域内只有大小为2×10-2T、方向垂直桌面的匀强磁场.把一个荷质比为=2×108C/kg的正电荷从坐标为(0,-l)的A点处由静止释放,电荷以一定的速度从坐标为(1,0)的C点第一次经x轴进入区域一,经过一段时间,从坐标原点O再次回到区域二.
(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向.
(2)求电场强度的大小.
(3)求电荷第三次经过x轴的位置.

【答案】分析:(1)由A静止释放到C的运动可知区域二是电场,区域一为磁场;由运动方向可判断电场和磁场的方向.
(2)电荷在区域二中做匀加速直线运动,进入区域一后做匀速圆周运动,应用运动学公式和圆周运动的半径公式即可求出电场强度的大小.
(3)电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域Ⅱ,速度方向与电场方向垂直,电荷在电场中做类平抛运动,在电场方向上做初速度为零的匀加速直线运动,在垂直于电场的方向上做匀速直线运动,应用平抛运动的知识可求解.
解答:解:
(1)由对电荷的运动描述可知区域一是磁场,方向垂直纸面向里.区域二是电场,方向由A指向C.
(2)设电场强度的大小为E,电荷从C点进入区域Ⅰ的速度为v.从A到C电荷做初速度为零的匀加速直线运动,且过C点时速度方向与x轴正方向成45°角,则有:

电荷进入区域Ⅰ后,在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动,运动轨迹如图,有:

由题意及几何关系有:
,B=2×10-2T,
由以上各式可得:.
(3)电荷从坐标原点O第二次经过x轴进入区域Ⅱ,速度方向与电场方向垂直,电荷在电场中做类平抛运动,设经过时间t电荷第三次经过x轴.有:

解得:t=2×10-6s
所以:
即电荷第三次经过x轴上的坐标为(8,0).
答:(1)区域一是磁场,方向垂直纸面向里.区域二是电场,方向由A指向C.
(2)电场强度的大小为
(3)电荷第三次经过x轴上的坐标为(8,0).
点评:粒子进入有边界的磁场,由于边界条件的不同,而出现涉及临界状态的临界问题,可以根据边界条件确定粒子的轨迹、半径、在磁场中的运动时间等.解决此类问题常用的方法:画图→动态分析→找轨迹.(这类题目关键是作图,图画准了,问题就解决了一大半,余下的就只有计算了──这一般都不难.)
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=2×108C/kg的正电荷从坐标为(0,-l)的A点处由静止释放,电荷以一定的速度从坐标为(1,0)的C点第一次经x轴进入区域一,经过一段时间,从坐标原点O再次回到区域二.
(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向.
(2)求电场强度的大小.
(3)求电荷第三次经过x轴的位置.

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在水平光滑的绝缘桌面内建立如图所示的直角坐标系,在虚线MON两侧区域分别称为区域一和区域二,其中一个区域内有匀强电场,另一个区域内有磁感应强度为B、方向垂直桌面的匀强磁场.现有一个质量为m、带电量为+q的小球P从坐标为(-L,0)的A点处由静止释放后,沿x轴运动至坐标原点O时,与另一与P球完全相同但不带电的静止小球Q发生碰撞并粘在一起,此后沿x轴正方向第一次经y轴进入区域二,经过一段时间,从坐标(-L,L)的C点回到区域一.若整个过程中,小球P带电量保持不变且P、Q两球可视为质点.
(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向;
(2)求电场强度的大小;
(3)求小球P、Q第三次经过y轴的位置.

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科目:高中物理 来源: 题型:

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b)的M点处由静止释放,电荷以一定的速度第一次经x轴进入磁场区域.经过一段时间,从坐标原点O再次回到电场区域.求:
(1)电荷第一次经x轴进入磁场时的速度;
(2)磁感应强度的大小;
(3)粒子从M到O运动时间.

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1.指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向。

2.求电场强度的大小。

3.求电荷第三次经过x轴的位置.

 

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科目:高中物理 来源:2012届度揭东一中高三第一学期第三次周六考试物理卷 题型:计算题

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1.电荷第一次经x轴进入磁场时的速度;

2.磁感应强度的大小;

3.粒子从M到O运动时间。

 

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