如图所示,在x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的均匀磁场,x轴下方有电场为E、方向竖直向下的均匀电场,现有一质量为m、电量为q的粒子从y轴上某一点由静止开始释放

◎ 题目

如图所示,在x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的均匀磁场,x轴下方有电场为E、方向竖直向下的均匀电场,现有一质量为m、电量为q的粒子从y轴上某一点由静止开始释放,重力忽略不计,为使它能到达x轴上位置为x=L的一点Q,求:
(1)释放的粒子带何种电荷?
(2)释放点的位置?
魔方格

◎ 答案

(1)磁场对运动的电荷才可能有力的作用,所以若从静止释放,只能放在电场中,粒子在电场力作用下运动,所以粒子放在y轴的负半轴上且在电场力作用下向上运动,
而电场强度方向向下,所以该粒子带负电.
(2)设释放点距离原点的距离为y,则根据动能定理得:
Eqy=
1
2
mv2

粒子垂直磁场方向进入磁场,在磁场中运动半个圆弧又进入电场,在电场中先做匀减速运动后做匀加速运动,又垂直x轴射入磁场,又经过半个圆弧进入电场,要使它能到达x轴上位置为x=L的一点Q,则要求2nr=L(n=1、2、3…)
所以有:2n
mv
Bq
=L②
由①②解得:
y=
B2L2q
8n2Em
(n=1、2、3…)

答:(1)释放的粒子带负电荷;
(2)释放点的位置为在y轴负半轴,距离0点
B2L2q
8n2Em
(n=1、2、3…)处.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的均匀磁场,x轴下方有电场为E、方向竖直向下的均匀电场,现有一质量为m、电量为q的粒子从y轴上某一点由静止开始释放…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在电场中运动的综合应用】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】  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。

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