Question

在水平光滑的絕緣桌面內(nèi)建立如圖所示的直角坐標(biāo)系，第Ⅰ、Ⅱ象限有方向垂直桌面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．第Ⅲ、Ⅳ象限有大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向與x軸成45°。現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的正電荷從坐標(biāo)為(0，－b)的M點(diǎn)處由靜止釋放，電荷以一定的速度第一次經(jīng)x軸進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，從坐標(biāo)原點(diǎn)O再次回到電場(chǎng)區(qū)域。求：

1.電荷第一次經(jīng)x軸進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度；

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大��；

3.粒子從M到O運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

 

Answer 1

【答案】

 

1.速度方向與電場(chǎng)方向一致，即與x軸成45°.

2.

3.

【解析】（1）粒子從靜止沿電場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)，到達(dá)x軸上的N點(diǎn)， N點(diǎn)的坐標(biāo)是（b，0）

由幾何知識(shí)可知粒子從M到N的位移……….. ….. ….. …..……..（2分）

根據(jù)動(dòng)能定理有：………….. ………….. ….. ….. ….. ….. …（2分）

解得進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度  ……….. ….. ….. …..….. ….. …..…（1分）

速度方向與電場(chǎng)方向一致，即與x軸成45°.. ….. ………..….. ….. …..…（1分）

（2）粒子進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示。

由幾何關(guān)系可得圓周運(yùn)動(dòng)的半徑 ………………………..（2分）

 由  ………………………………（2分）

解得  …………….. ………（2分）

（3）電荷在電場(chǎng)中的加速度…………………（1分）

電荷在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間…（1分）

電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期………………（1分）

它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 …（2分）

所以，電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間……（1分）