(2010?辽宁模拟)如图,在x轴的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里.在X轴的下方有电场强

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-20
如图所示区域中,x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,x轴下方有场强大小为E、方向与y

解答:解:(1)质子射入磁场中在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,粒子运动轨迹如图所示.由牛顿第二定律得:qvB=mv20R…①设D点到坐标原点O的距离为xD由几何关系得xD=R+Rcos45°+2R…②由由①②式得:xD=2+322mv0qB;(2)由轨迹图可知,在磁场中第一次偏转对应的圆心角为β1=5π4,运动时间为t1;第二次偏转对应的圆心角为β2=π2,运动时间为t2;则带点粒子在磁场运动的时间为t=β2πT…③质子做圆周运动的周期:T=2πrv0…④带点粒子在电场中做类竖直上抛运动,设粒子在电场中运动的时间为t2,有-v0-v0=at2…⑤而由牛顿第二定律得:a=qEm…⑥离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间t=t1+t2+t3…⑦解③⑦式得:t=7πm4qB+2mv0qE;答:(1)质子第三次穿越x轴时的位置坐标为(2+322mv0qB,0);(2)质子从A点运动到D点所经历的时间:t=7πm4qB+2mv0qE.

粒子运动过程如下:先在电场中由y轴向下做加速运动,进入匀强磁场中运动半个圆周再进入电场做减速运动,速度为零后又回头进入磁场,其轨迹如图所示(没有画出电场和磁场方向),故有:L=2nR(n=1,2,3,…)…①又因粒子在电场中加速,进入磁场时的速度为v,则有:qE?y=12mv2…②在磁场中,又有:Bqv=mv2R…③由①②③得:y=B2L2q8n2mE (n=1,2,3…)…④答:释放粒子处的y坐标为y=B2L2q8n2mE (n=1,2,3…).

解答:解析:(1)粒子在磁场中以o′为圆心做匀速圆周运动,运动半个圆周后从D点沿场强方向进入电场.如右图所示.
在磁场中,匀速圆周运动周期:
T=
2πR
v0
2πm
qB

所以粒子从A到D,运动时间t=
T
2
πm
Bq

(2)在磁场中,洛伦兹力提供向心力,即:
    Bqv0=m
v2

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