如图M-13所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场场强...
问题详情:
如图M-13所示,一个带电的小球从P点自由下落,P点距场区边界MN高为h,边界MN下方有方向竖直向下、电场场强为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的匀强磁场,小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿出,已知ab=L,求:
(1)小球的带电*质及其电量与质量的比值;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;
(3)小球从P开始,第四次经过边界MN共需时间为多少?
图M-13
【回答】
解:带电粒子在复合场中做匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,洛伦兹力提供做圆周运动的向心力.
(1)重力和电场力平衡,电场力方向向上,电场方向向下,则小球带负电,有
mg=Eq
比荷=.
(2)粒子由a到b运动半周,由其受力方向根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外,有
qvB=m
mgh=mv2
L=2R
联立可得B==.
(3)小球从P开始,第四次经过边界MN共需时间为
t=3+2=3+.
知识点:安培力与洛伦兹力单元测试
题型:计算题