(2013•临沂一模)如图所示,在直角坐标系xoy第一象限中,有一半径为R的半圆,该半圆的直径是OD,圆心为C,半圆区域

1个回答

  • 解题思路:根据粒子在磁场中做圆周运动,速度偏向角为[π/2],可得圆的半径r=OP=0.6R,由牛顿第二定律结合圆周运动求B,进入电场做类平抛运动,求速率及坐标;在磁场中圆周运动时间,出磁场做匀速运动,进入电场做类平抛的时间.

    (1)由题意可知带电粒子在磁场中的运动半径r=0.6R

    由牛顿第二定律得:qv0B=

    m

    v20

    r

    联立解得:B=

    5mv0

    3qR

    (2)带电粒子在电场中做类平抛运动

    0.6R=[qE/2mt2

    OQ=v0t

    联立解得:OQ=v0

    6mR

    5qE]

    即Q点的坐标为(-v0

    6mR

    5qE,0)

    设粒子在Q点的速度为v,由动能定理得:

    qE•op=

    1

    2mv2−

    1

    2m

    v20

    解得:v=

    v20+

    6qER

    5m

    (3)带电粒子在磁场中的运动时间t1=[T/4]=[πr

    2v0=

    3πR

    10v0

    带电粒子偏出磁场后进入电场前做匀速直线运动时间t2=

    R−r

    v0=

    2R

    5v0

    从P到Q的时间t3=

    OQ

    v0=

    6mR/5qE]

    所求总时间为tt1+t2+t3=

    R

    v0(

    10+

    2

    5)+

    6mR

    5qE

    答:(1)磁感应强度为

    5mv0

    3qR;

    (2)粒子进入电场后到达x轴上Q点时的速率

    v20+

    6qER

    5m坐标(-v0

    6mR

    5qE,0);

    (3)粒子从C点出发到达x轴上Q点所用的总时间

    R

    v0(

    10+

    2

    5)+

    6mR

    5qE.

    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;带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 考查了带电粒子在磁场中的运动,在磁场中圆周,电场中类平抛.