Question

(17 分）如圖所示的坐標系xOy中，x<0, y>0的區域內有沿x軸正方向的勻強電場，的區域內有垂直于xOy坐標平面向外的勻強磁場，X軸上A點坐標為（－L，0)，Y軸上B點的坐標為（0，）。有一個帶正電的粒子從A點以初速度v_A沿y軸正方向射入勻強電 場區域，經過B點進入勻強磁場區域，然后經x軸上的C點 (圖中未畫出）運動到坐標原點O。不計重力。求：

(1)粒子在B點的速度v_B是多大？

(2)C點與O點的距離x_c是多大？

(3)勻強電場的電場強度與勻強磁場的磁感應強度的比值是多大？

 

Answer 1

【答案】

(1) v_B＝2v_A    (2) x_c＝2L/3    (3)

【解析】

試題分析：

(1)設粒子在A到B的過程中運動時間為t，在B點時速度沿x軸正方向的速度大小為v_x，則

  

  

 

解得v_B＝2v_A   

(2)設粒子在B點的速度v_B與y軸正方向的夾角為θ，則

tanθ=         解得θ＝60º

粒子在x≥0的區域內做勻速圓周運動，運動軌跡如圖所示，設軌道半徑為R，由幾何關系有

 

x_c＝2Rcosθ

x_c＝2L/3

(或者通過判斷BC 是直徑，△OO₁C是等邊三角形，由x_c＝R得到x_c＝2L/3)

(3)設勻強電場強度為E，勻強磁場的磁感應強度為B，粒子質量為m，帶電荷量為q，則

 

解得  

考點：帶電粒子在電場、磁場中的運動 類平拋 動能定理