(2013•盐城三模)如图所示,在矩形区域CDNM内有沿纸面向上的匀强电场,场强的大小E=1.5×105N/C;在矩形区
来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/11/11 23:09:29
(2013•盐城三模)如图所示,在矩形区域CDNM内有沿纸面向上的匀强电场,场强的大小E=1.5×105N/C;在矩形区域MNGF内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小 B=0.2T.已知CD=MN=FG=0.6m,CM=MF=0.20m.在CD边中点O处有一放射源,沿纸面向电场中各方向均匀地辐射出速率均v
(1)设带电粒子进入磁场时的速度为v,由动能定理得:
qEd=
1
2mv2-
1
2m
v20
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有
qvB=m
v2
r
解得,r=
mv
qB=0.2m
(2)如图所示,粒子垂直于电场方向射入电场中的粒子在该方向的位移最大,通过磁场后打在边界FG上最左端.设该粒子离开电场时,速度方向与电场方向的夹角为θ1,该粒子在电场中运动时
加速度大小为a=
qE
m
沿电场方向的位移 y1=
1
2at2=d
垂直电场方向的位移 x1=v0t=
2
3
15m
离开电场时 sinθ1=
v0
v=
1
2,θ1=30°
因为 x1+r(1-cos30°)<0.30m
粒子从S点射入磁场,偏转后从边界FG射出时的位置P即通过范围的左边界,且PS⊥MN,垂直MN射入磁场的粒子经磁场偏转后恰好与边界FG相切,切点Q是通过范围的右边界.
则带电粒子从边界FG射出磁场时通过的范围长度为 l=x1+r=
2
3
15m+0.2m≈0.43m
(3)带电粒子在磁场中运动的周期 T=
2πm
qB=6.28×10-7s
带电粒子在磁场中运动时,其中沿O′QR运动的轨迹最长,运动的时间最长,
∵sinθ2=
L
2−r
r=
0.3−0.2
0.2=
1
2,θ2=30°
∴带电粒子在磁场中运动的最大圆心角为120°,对应的最长时间为
tmax=
1
3T=
2πm
3qB=2.09×10-7s
答:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径是0.2m;
(2)边界FG上有粒子射出磁场的范围长度是0.43m;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间是2.09×10-7s.
qEd=
1
2mv2-
1
2m
v20
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有
qvB=m
v2
r
解得,r=
mv
qB=0.2m
(2)如图所示,粒子垂直于电场方向射入电场中的粒子在该方向的位移最大,通过磁场后打在边界FG上最左端.设该粒子离开电场时,速度方向与电场方向的夹角为θ1,该粒子在电场中运动时
加速度大小为a=
qE
m
沿电场方向的位移 y1=
1
2at2=d
垂直电场方向的位移 x1=v0t=
2
3
15m
离开电场时 sinθ1=
v0
v=
1
2,θ1=30°
因为 x1+r(1-cos30°)<0.30m
粒子从S点射入磁场,偏转后从边界FG射出时的位置P即通过范围的左边界,且PS⊥MN,垂直MN射入磁场的粒子经磁场偏转后恰好与边界FG相切,切点Q是通过范围的右边界.
则带电粒子从边界FG射出磁场时通过的范围长度为 l=x1+r=
2
3
15m+0.2m≈0.43m
(3)带电粒子在磁场中运动的周期 T=
2πm
qB=6.28×10-7s
带电粒子在磁场中运动时,其中沿O′QR运动的轨迹最长,运动的时间最长,
∵sinθ2=
L
2−r
r=
0.3−0.2
0.2=
1
2,θ2=30°
∴带电粒子在磁场中运动的最大圆心角为120°,对应的最长时间为
tmax=
1
3T=
2πm
3qB=2.09×10-7s
答:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径是0.2m;
(2)边界FG上有粒子射出磁场的范围长度是0.43m;
(3)粒子在磁场中运动的最长时间是2.09×10-7s.
(2013•盐城三模)如图所示,在矩形区域CDNM内有沿纸面向上的匀强电场,场强的大小E=1.5×105N/C;在矩形区
30,如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,在y≥0的区
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(2014•揭阳二模)如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/c,在y≥0的区域内还存在垂
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如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/c,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强
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