如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷qm=106C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过π15×10-5s后,电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN
◎ 题目
如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷
(1)匀强电场的电场强度E (2)图b中t=
(3)如果在O点右方d=68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.(sin37°=0.60,cos37°=0.80) |
◎ 答案
(1)电荷在电场中做匀加速直线运动,设其在电场中运动的时间为t1,有: v0=at1 Eq=ma 解得:E=
(2)当磁场垂直纸面向外时,电荷运动的半径: r1=
周期T1=
当磁场垂直纸面向里时,电荷运动的半径:r2=
周期T2=
故电荷从t=0时刻开始做周期性运动,其运动轨迹如图所示. t=
(3)电荷从第一次通过MN开始,其运动的周期为:T=
根据电荷的运动情况可知,电荷到达档板前运动的完整周期数为15个,有: 电荷沿ON运动的距离:s=15△d=60cm 故最后8cm的距离如图所示,有:r1+r1cosα=d-s 解得:cosα=0.6则 α=53° 故电荷运动的总时间:t总=t1+15T+
答: (1)匀强电场的电场强度E为7.2×103N/C. (2)图b中t= |