如下圖所示,在直角坐標系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勾強磁場,第三象限有沿Y軸負方向的勻強電場,第四象限內(nèi)無電場和磁場.質量為m、帶電量為q的粒子從M點以速度v0沿X軸負方向進入電場,不計粒子的重力,粒子經(jīng)N、和X軸上的P點最后又回到M點.設OM=OP=l,ON=2l,求:

(1)電場強度E的大。

(2)勻強磁場的磁感強度B的大小和方向.

(3)粒子從M點進入電場,經(jīng)N、P點最后又回到M點所用的時間.

答案:
解析:

  (1)根據(jù)粒子在電場中運動的情況可知,粒子帶負電,粒子在電場中運動所用的時間設為t1,X方向:2l=v0t1

  Y方向:l·t12

  解得:電場強度E=

  (2)設到達N點的速度為v,運動方向與一X軸方向的夾角為θ,如圖所示

  由動能定理得qElmv2mv02

  將E=  代入得v=v0

  ∵cosθ=  ∴θ=

  粒子在磁場中做勻速圓周運動,經(jīng)過P點時速度方向也與一X方向成,從P到M作直線運動  OP=OM=l  NP=NO+OP=3l

  粒子在磁場中的軌道半徑為

  R=NP·l  又因R=

  聯(lián)立解得  B=  方向垂直紙面向里

  (3)粒子在電場中運動的時間為t1,t1

  設粒子在磁場中運動所用的時間為t2,有t2T=·

  從p離開磁場作勻速直線運動到M所用的時間為t3,t3

  粒子從M點進入電場,經(jīng)N、P點最后又回到M點所用的時間為:

  t=t1+t2+t3=(3+)


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在直角坐標系的第Ⅰ象限存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度B=0.2T,第Ⅳ象限分布著豎直向上的勻強電場,場強E=4.0×103V/m.現(xiàn)從圖中M(1.8,-1.0)點由靜止釋放一比荷
qm
=2×105
C/kg的帶正電的粒子,該粒子經(jīng)過電場加速后經(jīng)x軸上的P點進入磁場,在磁場中運動一段時間后經(jīng)y軸上的N點離開磁場.不計重力,求:
(1)N點的縱坐標;
(2)若僅改變勻強電場的場強大小,粒子仍由M點釋放,為使粒子還從N點離開場區(qū),求電場強度改變后的可能值.

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如圖所示,在直角坐標系的第二象限和第四象限中的直角三角形區(qū)域內(nèi),分布著磁感應強度均為B=5.0×10-3T的勻強磁場,方向分別垂直紙面向外和向里.一質量m=6.4×10-27kg、電荷量q=+3.2×10-19C的未知帶電粒子(未知帶電粒子重力不計),由靜止開始經(jīng)加速電壓U=1250V的電場(圖中未畫出)加速后,從坐標點M(-4,
2
)處平行x軸向右運動,并先后通過兩個勻強磁場區(qū)域.
(1)求未知帶電粒子在磁場中的運動半徑.(結果用根式表示)
(2)在圖中畫出從直線x=-4到直線x=4之間未知帶電粒子的運動軌跡,并在圖中標明軌跡與直線x=4坐標.
(3)求出未知帶電粒子在兩個磁場區(qū)域偏轉所用的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?唐山一模)如圖所示,在直角坐標系的第I象限分布著場強E=5×103V/mN方向水平向左的勻強電場,其余三象限分布著垂直紙面向里的勻強磁場.現(xiàn)從電場中M (0.5,0.5)點由靜止釋放一比荷為
qm
=2×104C/kg、不計重力的帶正電微粒,該微粒第一次進入磁場后將垂直通過x軸.
(1)求勻強磁場的磁感應強度和帶電微粒第二次進入磁場時的位置坐標;
(2)為了使微粒還能回到釋放點M,在微粒第二次進入磁場后撤掉第I象限的電場,求此情況下微粒從釋放到回到M點所用時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如下圖所示,在直角坐標系的第一、二象限內(nèi)有垂直于紙面的勾強磁場,第三象限有沿Y軸負方向的勻強電場,第四象限內(nèi)無電場和磁場.質量為m、帶電量為q的粒子從M點以速度v0沿X軸負方向進入電場,不計粒子的重力,粒子經(jīng)N、和X軸上的P點最后又回到M點.設OM=OP=l,ON=2l,求:

 (1)電場強度E的大。

(2)勻強磁場的磁感強度B的大小和方向.

(3)粒子從M點進入電場,經(jīng)N、P點最后又回到M點所用的時間.

 

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