如圖所示,在xoy平面內(nèi)的第三象限中有沿-y方向的勻強電場,場強大小為E.在第一和第二象限有勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于直角坐標(biāo)平面向里。今有一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子,從y軸的P點以初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場(不計電子所受重力)。經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后,沿著與x軸負(fù)方向成45°進(jìn)入磁場,并能返回到原出發(fā)點P。
(1)簡要說明電子的運動情況,并畫出電子運動軌跡的示意圖;  
(2)求P點距坐標(biāo)原點的距離;
(3)電子從P點出發(fā)經(jīng)多長時間再次返回P點?

(1)電子運動軌跡示意圖如圖所示。進(jìn)入電場從P到A做勻變速曲線運動(類平拋運動);進(jìn)入磁場從A到C再到D,做勻速圓周運動;
離開磁場從D回到P做勻速直線運動。 (5分)
(說明3分,畫圖2分,軌跡圓心O1在y軸上,則
作圖分為零分。)
(2)電子通過A點時速度大小為    
v= =v0  (2分)
電子由P運動到A,由動能定理   Eeh= 
解得h=  (3分)
(3)設(shè)電子從P運動到A用時間為t1       t1==           (2分)
電子在勻強磁場中作圓運動從A運動到D,洛侖茲力提供向心力    Bev=,
電子在勻強磁場中運動周期為T=
依題意和電子運動軌跡示意圖可知,電子在磁場中運動的時間為t2=(2分)
電子從D勻速運動到P用時間為t3=            (2分)
總時間為t=t1+t2+t3=   (1分)

解析

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?安徽模擬)如圖所示,在xoy平面上,直線OM與x軸正方向夾角為45°,直線OM左側(cè)存在平行y軸的勻強電場,方向沿y軸負(fù)方向.直線OM右側(cè)存在垂直xoy平面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.一帶電量為q質(zhì)量為m帶正電的粒子(忽略重力)從原點O沿x軸正方向以速度vo射入磁場.此后,粒子穿過磁場與電場的邊界三次,恰好從電場中回到原點O.(粒子通過邊界時,其運動不受邊界的影響)試求:
(1)粒子第一次在磁場中做圓周運動的半徑;
(2)勻強電場的強度;
(3)粒子從O點射出至回到O點的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在xOy平面的y軸左側(cè)存在沿y軸正方向的勻強電場,y軸右側(cè)區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小B1=
mv0
qL
、方向垂直紙面向外的勻強磁場,區(qū)域Ⅰ、區(qū)域Ⅱ的寬度均為L,高度均為3L.質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從坐標(biāo)為(-2L,-
2
L)的A點以速度v0沿+x方向射出,恰好經(jīng)過坐標(biāo)為[0,-(
2
-1)L]的C點射入?yún)^(qū)域Ⅰ.粒子重力忽略不計.

(1)求勻強電場的電場強度大小E;
(2)求粒子離開區(qū)域Ⅰ時的位置坐標(biāo);
(3)要使粒子從區(qū)域Ⅱ上邊界離開磁場,可在區(qū)域Ⅱ內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場.試確定磁感應(yīng)強度B的大小范圍,并說明粒子離開區(qū)域Ⅱ時的速度方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?連云港二模)如圖所示,在xoy平面上,一個以原點O為中心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在著一勻強磁場.磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于xoy平面向里.在O點處原來靜止著一個具有放射性的原子核--氮(
 
13
7
N),某時刻該核發(fā)生衰變,放出一個正電子和一個反沖核.已知正電子從O點射出時沿x軸正方向,而反沖核剛好不會離開磁場區(qū)域.不計重力影響和粒子間的相互作用.
(1)試寫出衰變方程;
(2)畫出正電子和反沖核的軌跡示意圖;
(3)求正電子離開磁場區(qū)域時的坐標(biāo).

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在xOy平面上,一個以原點O為圓心,半徑為4R的原型磁場區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場,磁場的方向垂直于紙面向里,在坐標(biāo)(-2R,0)的A處靜止著一個具有放射性的原子核氮713N.某時刻該核發(fā)生衰變,放出一個正電子和一個反沖核,已知正電子從A處射出時速度方向垂直于x軸,且后來通過了y軸,而反沖核剛好不離開磁場區(qū)域.不計重力影響和離子間的相互作用.
(1)寫出衰變方程.
(2)求正電子做圓周運動的半徑.
(3)求正電子最后過y軸時的坐標(biāo).

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在xOy平面上,以y軸上點Ol為圓心,半徑為R=0.3m的圓形區(qū)域內(nèi),分布著一個方向垂直于xOy平面向里,磁感應(yīng)強度大小為B=0.5T的勻強磁場.一個比荷
q
m
=1.0×108C?kg-1的帶正電粒子,從磁場邊界上的原點O,以v=
3
×107m?s-1的初速度,沿不同方向射入磁場,粒子重力不計,求:
(1)粒子在磁場中運動的軌道半徑;
(2)粒子通過磁場空間的最長運動時間.

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同步練習(xí)冊答案