如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出.(1)求电场强度的大小和方向.(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经t02时间从半圆形区域的边界射出.求粒子运动加速度的大小.
问题描述:
如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出.
(1)求电场强度的大小和方向.
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经
时间从半圆形区域的边界射出.求粒子运动加速度的大小. t0 2
答
(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E.可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向,于是可知电场强度沿x轴正方向且有:qE=qvB…①又:R=vt0…②则:E=BRt0…③(2)仅有电场时,带电粒子在匀...
答案解析:(1)带电粒子沿y轴做直线运动,说明粒子的受力平衡,即受到的电场力和磁场力大小相等,从而可以求得电场强度的大小;
(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中作类平抛运动,根据类平抛运动的规律可以求得粒子运动加速度大小;
考试点:带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.
知识点:本题考查带电粒子在复合场与电场中的运动,将粒子在电场中的运动沿水平方向与竖直方向分解即可.