如图所示在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ、II象限存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,第 III、Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上距原点O为d的P点以速度v
垂直于y轴射入第Ⅰ象限的电场,经x轴射入磁场,已知
,
.不计粒子重力,求:
(1)粒子在磁场中运动的半径,画出带电粒子运动的轨迹.
(2)从粒子射入电场开始,求粒子经过x轴时间的可能值.
考点分析:
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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
=10
6C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过
×10
-5s后,电荷以v
=1.5×l0
4m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).求:
(1)匀强电场的电场强度E
(2)图b中t=
×10
-5s时刻电荷与O点的水平距离
(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)
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如图所示,以y轴为边界,右边是水平向左的匀强电场,左边是正交的匀强电场和匀强磁场.已知E
1=E
2=1.0×10
4N/C,B=
×10
4T.坐标为(0.1,0.1)的A点处有一个质量为m=1.0g、带电荷量为q=1.0×10
-6C的小颗粒,现在由静止释放,求它第1次和第2次经过y轴时的位置坐标.(g=10m/s
2)
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如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场,已知左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,其宽度为L;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外;右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B、方向垂直纸面向里.一个带正电的粒子(质量为m、电荷量为q,不计重力)从电场左边缘a点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到了a点,然后重复上述运动过程.求:
(1)中间磁场区域的宽度d.
(2)带电粒子从a点开始运动到第一次回到a点时所用的时间t.
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如图所示,中轴线PQ将矩形区域MNDC分成上下两部分,上部分充满垂直纸面向外的匀强磁场,下部分充满垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度皆为B.一质量为m,带电量为q的带正电粒子从P点进入磁场,速度与边MC的夹角θ=30°.MC边长为a,MN边长为8a,不计粒子重力.求:
(1)若要该粒子不从MN边射出磁场,其速度最大值是多少?
(2)若要该粒子恰从Q点射出磁场,其在磁场中的运行时间最少是多少?
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如图所示在某空间实验室中有两个靠在一起的有界匀强磁场,圆形磁场区域的磁感应强度B
1=0.10T,磁场区域半径
,圆心为O,磁场方向垂直纸面向里,右侧矩形磁场区域的磁感应强度B
2=0.20T,磁场方向垂直纸面向外,磁场宽度d=0.5m.两区域的切点为C.今有质量为m=3.2×10
-26kg、带电荷量q=1.6×10
-19C的某种离子,从左侧区域边缘的A点以速度v=10
6m/s正对O点的方向垂直磁场射入,它将穿越C点后再从矩形磁场区右侧穿出.试求该离子通过两磁场区域所用的时间.
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