(2013•漳州模拟)如图所示的区域中,第二象限为垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,第一、第四象限是一个电场强度大

1个回答

  • 解题思路:(l)粒子在磁场中做的是匀速圆周运动,根据粒子的运动的轨迹可以求得粒子的运动的时间;

    (2)粒子在竖直方向上做的是匀加速直线运动,根据粒子匀加速运动的位移可以求得匀强电场的场强的大小;

    (3)整个过程中只有电场力做功,根据动能定理可以求得粒子的到达Q点的动能的大小.

    (1)带电粒子在电磁场运动的轨迹如图所示,

    由图可知,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹为半个圆周,由Bqv0=m

    v02

    r得:

    r=

    mv0

    qB

    又T=[2πr

    v0=

    2πm/Bq]

    得带电粒子在磁场中运动的时间:t=

    T

    2=

    πm

    qB

    (2)带电粒子在电场中做类平抛运动,初速度v0垂直于电场沿CF方向,过Q点作直线CF的垂线交CF于D,

    则由几何知识可知,△CPO≌△CQO≌△CDQ,由图可知:CP=2r=

    2mv0

    qB

    带电粒子从C运动到Q沿电场方向的位移为SE=DQ=OQ=OP=CPsin30°=r=

    mv0

    qB

    带电粒子从C运动到Q沿初速度方向的位移为S=CD=CO=CPcos30°=

    3r=

    3mv0

    qB

    由类平抛运动规律得:SE=[1/2]at2=[1/2][qE/m]t22

    S=v0t2

    联立以上各式得:E=

    2Bv0

    3

    (3)由动能定理得:Ek-

    1

    2m

    v20=qESE

    联立以上各式解得:Ek=

    7

    6m

    v20

    答:(1)粒子从P运动到C所用的时间t为[πm/qB];

    (2)电场强度E的大小

    2Bv0

    3;

    (3)粒子到达Q点的动能EK为[7/6]mv02

    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.

    考点点评: 粒子先做的是匀速圆周运动,后在电场中做类平抛运动,根据匀速圆周运动和类平抛运动的规律可以分别求得.

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