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如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=...

如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.40T,方向垂直于纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线,紧靠平行板右侧边缘xoy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电荷量q=8.0×10-19C的正粒子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区域,粒子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°.不考虑重力的影响.求:
(1)粒子运动的速度v是多大?
(2)粒子的质量m是多大?

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(1)带电粒子在复合场中受电场力和洛伦兹力平衡,根据平衡条件列式得到速度; (2)粒子离开复合场后进入又一个匀强磁场后做匀速圆周运动,根据几何关系先确定圆心和半径,再根据洛伦兹力提供向心力列式得到粒子的质量. 【解析】 (1)粒子沿中线PQ做直线运动,则qB1v=qE  v=5×105m/s  即粒子运动的速度v是5×105m/s. (2)粒子在AOy区域内做匀速圆周运动,设半径为r,则 粒子穿过AO后做匀速直线运动,由于粒子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45° 所以,粒子离开AO时与AO垂直, 所以O是做匀速圆周运动的圆心, 则r=OQ=0.2m   解得m=8×10-26kg  故粒子的质量m是8×10-26kg.
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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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