如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场.一个带电粒子(不计重力)从原点O沿x轴

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  • 解题思路:带电粒子在电场与磁场中受到的电场力与洛伦兹力平衡,当粒子在电场中做类平抛运动时,由分解成的两个简单运动可得电场强度与位移关系.当撤去电场时,粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与几何关系可求出带电粒子穿过场区的时间.

    设粒子的质量为m,电量为q,速度为v0,只保留磁场穿过场区的时间为t,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R.

    匀速运动时:Bqv0=Eq

    T0=

    l

    v0

    只有电场时:[1/2•

    qE

    m•(

    1

    2T0)2=

    1

    2l

    只有磁场时:Bqv0=

    m

    v20

    R]

    联立解得:R=

    l

    4

    带电粒子在磁场中运动了半周:t=

    πm

    Bq

    解得:t=

    π

    4T0

    答:该带电粒子穿过场区的时间应该是

    π

    4T0.

    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: 本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型:匀速圆周运动与类平抛运动,及相关的综合分析能力,以及空间想像的能力,应用数学知识解决物理问题的能力.

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