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如图所示,在xoy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第二...

如图所示,在xoy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第二象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场.初速度为零、带电量为q、质量为m的离子经过电压为U的电场加速后,从x上的A点垂直x轴进入磁场区域,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域,在电场偏转并击中x轴上的C点.已知OA=OC=d.不计重力.求;
(1)粒子到达A点的速度;
(2)磁感强度B和电场强度E的大小.

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(1)粒子在电场的加速下达到A点,由动能定理可求得粒子到达A点的速度; (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,由几何关系可得出半径,由洛仑兹力充当向心力可得出磁感应强度B;粒子在电场中做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做匀加速直线运动,由平抛运动的知识可求得电场强度为E. 【解析】 (1)设带电粒子经电压为U的电场加速后获得速度为v,由动能定理得:Uq=mv2; 故粒子的速度v=; (2)带电粒子进入磁场后,洛仑兹力提供向心力,由牛顿第二定律:Bqv=m; 依题意可知:R=d; 解得:B=; 带电粒子在电场中偏转,做类平抛运动,设经时间t从P点到达C点,由运动学公式得: d=vt; d=; 联立解得: E=; 答:(1)粒子到达A点的速度为; (2)磁感应强度为,电场强度为.
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考点分析:
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如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,
求:(1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径?
(2)粒子在磁场中运动的时间?

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(1)弹体(包括金属杆EF)所受安培力大小;
(2)弹体(包括金属杆EF)从静止加速到10km/s,轨道至少要多长;
(3)弹体(包括金属杆EF)从静止加速到10km/s过程中,安培力的最大瞬时功率.

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(3)粒子的电荷q与质量m 之比.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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