在如图所示的直角坐标中.x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场.场强的大小为

发布时间:2021-02-20 21:00:21

在如图所示的直角坐标中,x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场,场强的大小为E=×104V/m.x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场,磁感应强度的大小为 B=2×10-2T,方向垂直于纸面向外.把一个比荷为C/kg的正电荷从y轴上坐标为(0,1)的A点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计,求:①电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t;②电荷在磁场中的偏转半径;③电荷第二次到达x轴上的位置.

网友回答

答案:分析:带电粒子从A点出发,至第一次到x轴为第一过程,在这个过程中,带电粒子做匀加速直线运动,根据位移时间关系式解得结果;根据洛伦兹力提供向心力解出粒子运动的半径;根据匀速圆周运动的规律解出电荷第二次到达x轴的位置.
解答:解:(1)带电粒子从A点出发,至第一次到x轴为第一过程,在这个过程中,带电粒子做匀加速直线运动,位移大小由图中的直角三角形可以解出x=m
由匀变速直线运动的位移时间关系式:x=at2
整理得:t===10-6s
(2)粒子到达磁场时的速度:v=at==×106m/s
根据洛伦兹力提供向心力:qvB=
解得:R=m
(3)带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示:

在直角三角形OAB中:AB=Rsin45°=m
所以粒子再次到达x轴时距离A点左方2AB即1m处,所以电荷第二次到达x轴上的位置为(0,0).
故答案为:
①电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间为10-6s;
②电荷在磁场中的偏转半径m;
③电荷第二次到达x轴上的位置(0,0)
点评:带电粒子在电磁场中的运动一般有直线运动、圆周运动和一般的曲线运动;直线运动一般由动力学公式求解,圆周运动由洛仑兹力充当向心力来解题.
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