如图所示,在直角坐标系的第I象限分布着场强
,方向水平向左的匀强电场,其余三象限分布着垂直纸面向里的匀强磁场。现从电场中
,
点由静止释放一比荷为
不计重力的带正电微粒,该微粒第一次进入磁场后将垂直通过x轴。
(1) 求匀强磁场的磁感应强度
(2)带电微粒第二次进入磁场时的位置坐标;
(3) 为了使微粒还能回到释放点M,在微粒第二次进入磁场后撤掉第I象限的电场,求此情况下微粒从释放到回到M点所用时间。
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解:⑴设微粒质量为m,带电量为q,第一次进入磁场时速度为v0,磁感应强度为B,在磁场中运动轨道半径为R,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,有几何关系
可得:R=0.5m ………………………………………………………… (1)
由动能定理可得
………………………………………(2)
有圆周运动规律可得
…………………………………… (3)
解得:B = 1.0T ……………………………………………………………(4)
⑵微粒在磁场中刚好运动3/4圆周后,从点(0.5,0)处垂直电场方向进入电场做类平抛运动。设微粒第二次进入磁场的位置坐标为(0,y),则:
……………………………………(5)
…………………………………………(6)
代入数值解得:
y =1.0m ……………………………………(7)
微粒第二次进入磁场的位置坐标为(0,1.0)。
(3)微粒第二次进入磁场时,速度为v1,轨道半径为R1
………………………(8)
…………………………………(9)
运动3/4圆周后刚好从坐标原点射出磁场,其轨迹如图所示。 用T表示微粒在磁场中运动周期,则
……………………………………… (10)
若在微粒第二次进入磁场后撤掉电场,则:
…………………… (11)
计算后得:
t1=(2.5+1.50π)×10-4s(或7.21×10-4s)…… (12)
本题共18分,其中(1)(2)(3)(10)(11)(12)每式2分,其它各式每式1分。其他方法正确可得分。
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科目:高中物理 来源: 题型:
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科目:高中物理 来源: 题型:
| mv0 | qd |
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科目:高中物理 来源: 题型:
| mv0 | qd |
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,在直角坐标xoy的第一象限中分布着指向-y轴方向的匀强电场,在第四象限中分布着垂直纸面向里方向的匀强磁场,一个质量为m、带电+q的粒子(不计重力)在A点(0,3)以初速V0=120m/s平行x轴射入电场区域,然后从电场区域进入磁场,又从磁场进入电场,并且只通过x轴上的P点(6,0)和Q点(8,0)各一次,已知该粒子的荷质比为q/m=108c/kg.
(1)画出带电粒子在电场和磁场中的运动轨迹.
(2)求磁感强度B的大小.
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科目:高中物理 来源:2014届陕西西安长安区第一中学高三上第二次检测物理试卷(解析版) 题型:计算题
(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:
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(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.
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