如图所示,在第一象限有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,一质量为m,电量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以速度v射入磁场.测得它通过通过x轴的C点与点O的距离为L(不计重力,).求(1

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在第一象限有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,一质量为m,电量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以速度v射入磁场.测得它通过通过x轴的C点与点O的距离为L(不计重力,).
求(1)磁场的磁感应强度及粒子在磁场做圆周运动运动的周期
(2)若其它条件不变,粒子从O点出发,运动了t=
3πL
8v
时加上某一方向的匀强电场后粒子做匀速直线运动,求电场强度的大小和方向及粒子与x轴的交点位置.
魔方格

◎ 答案

(1)粒子在电磁场的轨迹如图,设轨道半径R,由几何关系有:
  R=
L
2

粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力作为向心力可得:
  qvB=m
v
R

解得B=
mv
qR
=
2mv
qL

粒子在磁场圆周运动周期为:
 T=
2πR
v
=
πL
v

(2)由在磁场中运动的时间t=
3πL
8v
=
3T
8

所以粒子速度方向改变θ=135°时加上电场后做直线运动,轨迹如图所示,
魔方格

由 qE=qvB,
E=vB=
2mv2
qL

方向为斜向上与水平成45°,
在x轴的交点与O点距离 x=R+

2
R=(1+

2
)
L
2

答:(1)磁场的磁感应强度为
2mV
qL
,粒子在磁场做圆周运动的周期为
πL
V

    (2)电场强度的大小
2mv2
qL
,方向为斜向上与水平成450 ,在x轴的交点与O点距离为
(1+
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