如图所示,射线OP与x轴所围区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.2T;在第二象限内有沿+y轴方

1个回答

  • 解题思路:(1)粒子在复合场中做匀速直线运动,抓住电场力和洛伦兹力相等求出粒子的速度大小.

    (2)根据粒子在磁场中的半径公式求出轨道半径的大小,从而确定O点为圆心,作出运动的轨迹,根据几何关系求出Q点到O点的距离.

    (3)OQ=0.5m,知OQ的长度等于粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径,结合几何关系求出圆心角的大小,通过t=

    θ

    T

    求出粒子在第一象限磁场中运动的时间.

    (1)粒子在第二象限内运动时受力平衡,有:qE=qvB

    解得粒子的速度大小为:v=

    E

    B=

    2.0×104

    0.2=1.0×105 m/s;

    (2)粒子在第一象限内做匀速圆周运动,设半径为R,有qvB=m

    v2

    R

    得:R=

    mv

    qB

    代入数据解得:R=0.5m.

    可知,粒子做圆周运动的圆心即为坐标原点O,

    其运动轨迹如答图1所示.

    设轨迹与射线OP的交点为A,

    显然

    .

    OA=R=0.5m

    .

    OQ=

    .

    OA

    sinθ=

    0.5

    sin60°=

    3

    3≈0.58m.

    (3)如答图2所示,设粒子做圆周运动的圆心为O′,其运动轨迹与射线OP的交点为A,过A分别向x轴、y轴作垂线,垂足分别为C点和D点,由几何关系有:

    .

    AD=

    .

    O′Asinβ,

    .

    AC=

    .

    AD

    tanθ,

    .

    CQ=

    .

    AC

    tanα,

    .

    OQ=

    .

    OC+

    .

    CQ,α=β,

    联立以上各式,整理得:

    sinα+

    cosα

    3

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 解决本题的关键知道粒子在复合场中做匀速直线运动,在磁场中做匀速圆周运动,掌握圆周运动的半径公式和周期公式,本题对数学几何能力的要求较高,在平时的学习中需加强训练.

相关问题