如图所示,在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场,方向如图,在第Ⅳ象限过Q点放一张垂直于xOy
如图所示,在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场,方向如图,在第Ⅳ象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片(感光胶片足够长),Q点的坐标为(0,-L),在x...
如图所示,在xOy平面上第Ⅰ象限内有平行于y轴的有界匀强电场,方向如图,在第Ⅳ象限过Q点放一张垂直于xOy平面的感光胶片(感光胶片足够长),Q点的坐标为(0,-L),在x轴和感光胶片间有方向垂直纸面向外的匀强磁场.y轴上一点P的坐标为(0,L),有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中,并从A点射出,A点坐标为(2L,0).已知电子的电荷量大小为e,质量为m,不计电子的重力.(1)求匀强电场的场强大小;(2)为使第一次进入第Ⅳ象限的电子都能在感光胶片上曝光,求满足条件的所有磁感应强度B的值.
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(1)电子在匀强电场中做类平抛运动,
沿x轴方向:2L=v0t,
沿y轴方向:L=
at2=
?
?t2,
解得:E=
;
(2)离开电场时,电子沿y轴方向的速度:vy=at=
t=v0,
离开电场时,设速度与x轴正向夹角为θ,
则tanθ=
,解得:θ=45°,
设离开电场时的速度为v,则v=
,
进入磁场后,电子以速度v做匀速圆周运动,设半径为R,
由牛顿第二定律得:evB=m
,
当电子刚好打在感光胶片时,由几何关系得:
Rcosθ=R-L,解得:R=(2+
)L,
解得:B=
,
为使第一次进入第Ⅳ象限的电子都能在感光胶片上曝光,B≤
;
答:(1)匀强电场的场强大小为:
;
(2)为使第一次进入第Ⅳ象限的电子都能在感光胶片上曝光,满足条件的所有磁感应强度B的值为≤
沿x轴方向:2L=v0t,
沿y轴方向:L=
1 |
2 |
1 |
2 |
eE |
m |
解得:E=
m
| ||
2eL |
(2)离开电场时,电子沿y轴方向的速度:vy=at=
eE |
m |
离开电场时,设速度与x轴正向夹角为θ,
则tanθ=
vy |
v0 |
设离开电场时的速度为v,则v=
v0 |
cosθ |
进入磁场后,电子以速度v做匀速圆周运动,设半径为R,
由牛顿第二定律得:evB=m
v2 |
R |
当电子刚好打在感光胶片时,由几何关系得:
Rcosθ=R-L,解得:R=(2+
2 |
解得:B=
mv0(
| ||
eL |
为使第一次进入第Ⅳ象限的电子都能在感光胶片上曝光,B≤
mv0(
| ||
eL |
答:(1)匀强电场的场强大小为:
m
| ||
2eL |
(2)为使第一次进入第Ⅳ象限的电子都能在感光胶片上曝光,满足条件的所有磁感应强度B的值为≤
mv0(
|