如图所示的平面直角坐标系xOy,在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场,方向沿y轴正方向;在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有

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  • 解题思路:粒子在电场中做类平抛运动,根据平抛运动规律可求解;

    粒子在进入磁场时的速度根据(1)可求解,粒子在磁场中受洛伦兹力作用做圆周运动,根据几何关系可求得半径r,从而可求磁场强度;

    分段求出粒子在电场、磁场中、及出磁场后的时间,三段时间之和即为所求总时间.

    (1)设粒子在电场中运动的时间为t,则有:x=v0t=2h

    y=

    1

    2at2=h

    qE=ma

    联立以上各式可得:E=

    m

    v20

    2qh

    (2)粒子到达a点时沿负y方向的分速度为:vy=at=v0

    所以v=

    v20+

    v2y=

    2v0,方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角

    粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力,故qvB=

    mv2

    r

    当粒子从b点射出时,磁场的磁感应强度为最小值,

    此时有:r=

    2

    2L,所以:B=

    2mv0

    qL

    (3)由(1)中粒子在第一象限中运动时间t1=

    2h

    v0

    粒子进入磁场中做圆周运动圆心角α=

    π

    2(如图)

    运动时间:t2=

    α

    2πT=

    πm

    2qB

    粒子出磁场后做匀速直线运动,时间:t3=

    2

    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;带电粒子在混合场中的运动.

    考点点评: 带电粒子在电磁场中的运动要注意分析过程,并结合各过程中涉及到的运动规律采用合理的物理规律求解.

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