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如图所示,在纸平面内建立的直角坐标系xoy,在第一象限的区域存在沿y轴正方向的匀...

如图所示,在纸平面内建立的直角坐标系xoy,在第一象限的区域存在沿y轴正方向的匀强电场.现有一质量为m,电量为e的电子从第一象限的某点P(L,manfen5.com 满分网L)以初速度v沿x轴的负方向开始运动,经过x轴上的点Q(manfen5.com 满分网,0)进入第四象限,先做匀速直线运动然后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域,磁场左边界和上边界分别与y轴、x轴重合,电子偏转后恰好经过坐标原点O,并沿y轴的正方向运动,不计电子的重力.求
(1)电子经过Q点的速度v;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B和磁场的最小面积S.

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(1)电子在电场中做类似平抛运动,根据类似平抛运动的分运动公式列式求解末速度大小和方向; (2)电子进入第四象限后现在匀速运动后做匀速圆周运动,画出轨迹,找到圆心,根据几何关系列式求解出半径;然后根据洛伦兹力提供向心力列式求解磁感应强度,最后根据轨迹得到磁场最小面积. 【解析】 (1)电子做类似平抛运动,有: 解得: 经过Q点的速度大小为: 与水平方向夹角为: (2)电子进入第四象限先做匀速直线运动,进入磁场后做匀速圆周运动,利用磁场速度偏转角为120°. 由几何关系得 解得 由向心力公式 解得 方向垂直于纸面向里 矩形磁场右边界距y轴的距离 下边界距x轴的距离 最小面积为 答:(1)电子经过Q点的速度v为,与水平方向夹角为30°; (2)该匀强磁场的磁感应强度B为,磁场的最小面积S为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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