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如图所示,在xOy平面内,有场强E=12N/C,方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感...

manfen5.com 满分网如图所示,在xOy平面内,有场强E=12N/C,方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、方向垂直xOy平面指向纸里的匀强磁场.一个质量m=4×10-5kg,电量q=2.5×10-5C带正电的微粒,在xOy平面内做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了x轴上的P点.求:
(1)P点到原点O的距离;
(2)带电微粒由原点O运动到P点的时间.
(1)微粒运动到O点之前要受到重力、电场力和洛仑兹力作用,如图所示.在这段时间内微粒做匀速直线运动,说明三力合力为零.由此可得出微粒运动到O点时速度的大小和方向. (2)微粒运动到O点之后,撤去磁场,微粒只受到重力、电场力作用,其合力为一恒力,与初速度有一夹角,因此微粒将做匀变速曲线运动,如图所示.可利用运动合成和分解的方法去求解. 【解析】 对带电粒子进行受力分析,受到竖直向下的重力,水平向右的电场力和垂直于受到的洛伦兹力,由题意可知: 重力为:mg=4×10-4N 电场力为:F=Eq=3×10-4N 由力的合成有:(Bqv)2=(Eq)2+(mg)2 以上几式联立得:v=10m/s 设速度与x轴的方向为θ,则有: θ=37° 因为重力和电场力的合力是恒力,且方向与微粒在O点的速度方向垂直,所以在撤去磁场后,微粒的运动为类平抛运动. 可沿初速度方向和合力方向进行分解.设沿初速度方向的位移为S1,沿合力方向的位移为S2,则有: S1=vt 以上各式联立得: t=1.2s 答:P点到原点O的距离为15m,O点到P点运动时间为1.2s.
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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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