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如图所示,在xOy平面直角坐标系的第一象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,OA与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场E1,第二象限存在水平向右的匀强电场E2,其它区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场.有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的P点沿着x轴正方向以初速度v0射入电场,运动一段时间后经过Q点垂直于射线OA进入磁场,经磁场垂直x轴进入偏转电场E2,过y轴正半轴上的P点再次进入匀强电场E1,已知OP=h,不计粒子重力,求:(1)粒子经过Q点时的速度大小;(2)匀强电场电场强度E1的大小;(3)粒子从Q点运动到P点所用的时间.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
如图所示,在xOy平面直角坐标系的第一象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,OA与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场E
1
,第二象限存在水平向右的匀强电场E
2
,其它区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场.有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的P点沿着x轴正方向以初速度v
0
射入电场,运动一段时间后经过Q点垂直于射线OA进入磁场,经磁场垂直x轴进入偏转电场E
2
,过y轴正半轴上的P点再次进入匀强电场E
1
,已知OP=h,不计粒子重力,求:
(1)粒子经过Q点时的速度大小;
(2)匀强电场电场强度E
1
的大小;
(3)粒子从Q点运动到P点所用的时间.
试题解答
见解析
(1)设粒子在Q的速度为v,则v·sin 30°=v
0
①
得v=2v
0
.
(2)在电场E
1
中,对粒子有:h-OQsin 30°=at
2
③
OQ·cos 30°=v
0
t ④
粒子的加速度:qE
1
=ma ⑤
v·cos 30°=at ⑥
得:E
1
=
OQ=
h.
(3)粒子以O为圆心做匀速圆周运动
OQ=r=
⑦
T=
⑧
在磁场中运动时间:t
1
=
·T=
⑨
在电场E
2
中运动时间:t
2
=
+
⑩
Q点运动到P点的时间:t=t
1
+t
2
=
+
.
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