問題詳情:
如圖所示,在平面直角座標系內,第一象限的等腰三角形MNP區域內存在垂直於座標平面向外的勻強磁場,y<0的區域內存在着沿y軸正方向的勻強電場.一質量爲m,電荷量爲q的帶電粒子從電場中Q(﹣2h,﹣h)點以速度V0水平向右*出,經座標原點O*入第一象限,最後以垂直於PN的方向*出磁場.已知MN平行於x軸,N點的座標爲(2h,2h),不計粒子的重力,求:
(1)電場強度的大小;
(2)磁感應強度的大小B;
【回答】
解:(1)由幾何關係可知粒子在水平電場中水平位移爲2h,豎直方向的距離爲h,由平拋運動規律及牛頓運動定律得:
2h=v0t
h=at2
由牛頓運動定律可知:
Eq=ma
聯立解得:E=;
電場強度爲;
(2)粒子到達0點,沿+y方向的分速度
vy=at==v0;
速度與x正方向的夾角α滿足tanα==45°
粒子從MP的中點垂直於MP進入磁場,垂直於NP*出磁場,粒子在磁場中的速度v=v0;
軌道半徑R=h
由Bqv=m得:
B=;
故磁感應強度爲;
(3)由題意得,帶電粒子在磁場中轉過的角度爲45°,故運動時間t=T=•=;
粒子在磁場中的運動時間爲.
知識點:專題六 電場和磁場
題型:計算題