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如图在xoy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向里,磁感应强度大小均为B=1.0T;电场方向水平向右,电场强度大小均为E=3N/C.一个质量m=2.0×10-7kg,电荷量q=2.0×10-6C的带
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图在xoy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向里,磁感应强度大小均为B=1.0T;电场方向水平向右,电场强度大小均为E=
3
N/C.一个质量m=2.0×10
-7
kg,电荷量q=2.0×10
-6
C的带正电粒子从x轴上P点以速度v
0
射入第Ⅰ象限,恰好在xoy平面中做匀速直线运动. 0.10s后改变电场强度大小和方向,带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动,取g=10m/s
2
.求:
(1)带电粒子在xoy平面内做匀速直线运动的速度v
0
大小和方向;
(2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向;
(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足何条件?
◎ 答案
(1)如图粒子在复合场中做匀速直线运动,设速度v
0
与x轴夹角为θ,依题意得:
重力mg=2.0×10
-6
N,电场力F
电
=Eq=2
3
×10
-6
N
洛伦兹力:
f
洛
=
(qE)
2
+
(mg)
2
=4.0×10
-6
N
由f
洛
=qvB得 v
0
=2 m/s
tanθ=
qE
mg
3
所以:θ=60°
速度v
0
大小2m/s,方向斜向上与x轴夹角为60°
(2)带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时,电场力F
电
必须与重力平衡,洛伦兹力提供向心力.故电场强度:E=
mg
q
=1N/C,方向竖直向上.
(3)如图带电粒子匀速圆周运动恰好未离开第1象限,圆弧左边与y轴相切N点;
PQ匀速直线运动,PQ=v
0
t=0.2 m
洛伦兹力提供向心力:
q
v
0
B=m
v
20
R
,整理并代入数据得R=0.2m
由几何知识得:OP=R+Rsin60°=PQcos60°=0.27m
故:x轴上入射P点离O点距离至少为0.27m
答:(1)带电粒子在xoy平面内做匀速直线运动的速度v
0
大小2m/s,方向斜向上与x轴夹角为60°
(2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小1N/C,方向竖直向上.
(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点距离至少为0.27m
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图在xoy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向里,磁感应强度大小均为B=1.0T;电场方向水平向右,电场强度大小均为E=3N/C.一个质量m=2.0×10-7kg,电荷量q=2.0×10-6C的带…”主要考查了你对 【向心力】,【共点力的平衡】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在复合场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/336371.html
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