如圖所示,在xoy平面直角座標系的第一象限有*線OA,OA與x軸正方向夾角為30°,OA與y軸所夾區域內有沿y...
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問題詳情:
如圖所示,在xoy平面直角座標系的第一象限有*線OA,OA與x軸正方向夾角為30°,OA與y軸所夾區域內有沿y軸負方向的勻強電場,其他區域存在垂直於座標平面向外的勻強磁場.有一質量為m、電量為q的帶正電粒子,從y軸上的P點沿着x軸正方向以初速度v0*入電場,運動一段時間後經過Q點垂直於*線OA進入磁場,經磁場偏轉,過y軸正半軸上的M點再次垂直進入勻強電場.已知OQ=h,不計粒子重力,求:
(1)粒子經過Q點時的速度大小;
(2)電場強度E和磁場磁感應強度B的大小;
(3)粒子從Q點運動到M點所用的時間.
【回答】
解:(1)粒子在電場中做類平拋運動,
到達Q點時的速度:vQ==2v0;
(2)粒子在電場中做類平拋運動,
水平方向:OQcos30°=hcos30°=v0t,t=,
豎直方向:vy=vQcos30°=v0=t,解得:E=,
粒子在磁場中做勻速圓周運動,由幾何知識得:r=OQ=h,
粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,
由牛頓第二定律得:qvQB=m,解得:B=;
(3)粒子在磁場中做圓周運動的週期:T==,
粒子在磁場中轉過的圓心角:α=360°﹣(90°﹣30°)=300°,
粒子從Q點運動到M點所用的時間:t=T=;
答:(1)粒子經過Q點時的速度大小為2v0;
(2)電場強度E的大小為,磁場磁感應強度B的大小為;
(3)粒子從Q點運動到M點所用的時間為.
知識點:專題六 電場和磁場
題型:計算題