如图所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场,同

1个回答

  • 解题思路:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,则重力与电场力平衡,则由平衡关系可求得比荷;

    (2)由几何关系可得粒子做圆周运动的半径,由牛顿第二定律可求得磁感应强度的大小;

    (3)粒子由P到a做自由落体运动,由自由落体规律可求得下落时间;由a到b粒子做圆周运动,由转过的角度可求得转动的时间.

    带电粒子在复合场中做匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,洛仑兹力提供做圆周运动的向心力

    (1)重力和电场力平衡,电场力方向向上,电场方向向下,则为负电荷mg=Eq,比荷[q/m=

    g

    E]

    (2)粒子由a到b运动半周,由其受力方向根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外

    由牛顿第二定律可知:qυB=m

    υ2

    R

    由机械能守恒可知:

    mgh=

    1

    2mυ2

    而由几何关系可知:L=2R

    联立可得B=

    2m

    2gh

    qL=

    2

    2ghE

    gL.

    (3)由p到a时,h=[1/2]gt12

    在复合场中,粒子恰转过了180°,则转动时间:

    t2=[180°/360°]T=[πm/Bq];

    则运动总时间:

    t=

    2h

    g+

    πm

    qB=

    2h

    g+

    πL

    2

    2gh.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;左手定则;带电粒子在混合场中的运动.

    考点点评: 粒子在复合场的运动要注意几种特殊的运动,如粒子做匀速直线运动,则受力平衡;粒子做圆周运动,则重力一定与电场力平衡,洛仑兹力充当向心力.

相关问题