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如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内...

问题详情:

如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场.一质量为m,电荷量为q的带电粒子从电场中Q(﹣2h,﹣h)点以速度V0水平向右*出,经坐标原点O*入第一象限,最后以垂直于PN的方向*出磁场.已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:

(1)电场强度的大小;

(2)磁感应强度的大小B;

(3)粒子在磁场中的运动时间

如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内...

【回答】

解:(1)由几何关系可知粒子在水平电场中水平位移为2h,竖直方向的距离为h,由平抛运动规律及牛顿运动定律得:

2h=v0t

h=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第2张at2

由牛顿运动定律可知:

Eq=ma

联立解得:E=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第3张

电场强度为如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第4张

(2)粒子到达0点,沿+y方向的分速度

vy=at=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第5张=v0;

速度与x正方向的夹角α满足tanα=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第6张=45°

粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场,垂直于NP*出磁场,粒子在磁场中的速度v=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第7张v0;

轨道半径R=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第8张h

由Bqv=m如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第9张得:

B=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第10张

故磁感应强度为如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第11张

(3)由题意得,带电粒子在磁场中转过的角度为45°,故运动时间t=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第12张T=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第13张如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第14张=如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第15张

粒子在磁场中的运动时间为如图所示,在平面直角坐标系内,第一象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内... 第16张

知识点:专题六 电场和磁场

题型:计算题