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如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,右边是一个电场...

如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度V沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=60°,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OQ=2OC,不计粒子的重力,求:
( l )粒子从P运动到Q所用的时间 t.
( 2 )电场强度 E 的大小.
( 3 )粒子到达Q点时的动能EkQ

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(l)粒子在磁场中做的是匀速圆周运动,在电场中粒子做的是类平抛运动,根据粒子的运动的轨迹可以求得粒子的运动的时间; (2)粒子在竖直方向上做的是匀加速直线运动,根据粒子匀加速运动的位移可以求得匀强电场的场强的大小; (3)整个过程中只有电场力做功,根据动能定理可以求得粒子的到达Q点的动能的大小. 【解析】 (1)画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧 (O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心):∠PO1C=120° 设粒子在磁场中圆周运动的半径为r, r+rcos 60°=OC=x    所以 OC=x=r  粒子在磁场中圆周运动的时间 粒子在电场中类平抛运动  OQ=2x=3r 粒子从P运动到Q所用的时间  (2)粒子在电场中类平抛运动  解得 (3)由动能定理     解得粒子到达Q点时的动能为EKQ=mv2
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考点分析:
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电压表V2,量程为5V,内阻约3500Ω
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单刀单掷开关K,导线若干.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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