高二物理,带电粒子在复合场中的轨迹是什么样的,为什么?

2025-02-27 13:29:33
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回答1:

(1)粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
qv0B=mv²/r    

解得r=0.2 m

故粒子的轨道半径为0.2m.

(2)粒子由P点进入磁场,由于∠O′PO=30°,延长PO′交OA于O″,则PO″⊥OA,则PO″=OPcos30°=0.3 m,则O′O″=PO″-PO′=0.1 m得O′P=O′M,即得∠O′MO″=30°。

由此得出粒子从OA边射出时v0与OA的夹角为60°,即得从OA边射出时v0与x轴垂直. 
从P点到Q点的时间为在磁场中运动的时间t1和电场中运动的时间t2之和.

t1=(2π*/ 3/2π)T=1/3*2πm/qB=8.37×10-7 s 

t2=(OP−rcos30°)/v0=3.46×10−7s 。

粒子从P点到Q点的时间为t=t1+t2=1.18×10^-6 s.

(3)粒子在电场中qE=ma,解得a=qE/m=5×1012 m/s²

水平位移x2 =1/2 at²2=0.3 m 

粒子在磁场中水平位移x1=r+rsin 30°=0.3m 
故x=x1+x2 =0.6 m 
即Q点的坐标为(0.6 m,0).

回答2:

如图所示,在xoy坐标系中有虚线OA,OA与x轴的夹角θ=30°,(OA与y轴之间的区域有垂直纸面向外的匀强磁场,OA与x轴之间的区域有沿x轴正方向的匀强电场,已知匀强磁场的磁感应强度B=0.25T,匀强电场的电场强度E=5×105N/C.现从y轴上的P点沿与y轴正向夹角60°的方向以初速度v0=5×105m/s射入一个质量m=8×10-26kg、电量q=+8×10-19C的带电粒子,粒子经过磁场、电场后最终打在x轴上的Q点,已知P点到O的距离为。。

答案:http://gz.qiujieda.com/exercise/physics/608235/?zy(题目的变式)