Question

高中物理 磁场问题

匀强磁场B垂直于纸面向外，一质量为m、电量为＋q（重力不计）的粒子在垂直于磁场的竖直平面内做以O为圆心，R为半径的沿顺时针方向的匀速圆周运动。当粒子到达最低点P时，突然加一个竖直方向的匀强电场E，粒子运动到P’点，如图所示。若P’O水平，则所加的电场方向如何？粒子到达P’点的动能是多少？

Answer 1

首先从运动轨迹来看，合外力不足以提供向心力，如果电场力是竖直向上的，则合外力就会超过向心力，所以电场力是竖直向下的。
然后在P点时：qvB=mv^2/R.所以v=qBR/m，此时动能为1/2mv^2
洛伦兹力不做功，只有电场力做功。
电场力做的功是：Fs=qER
1/2mv^2+qER=
[(qBR)^2+2qERm]/2m

Answer 2

1)粒子在p点做离心运动，所以电场应该向下
2）粒子飞到P'点电场做负功W=-EqR
由R=mv0/qB 求出V0和初动能Ek
则在P'点的动能为Ek-EqR

Answer 3

电场方向是竖直向下的，（因为从p点处运动情况看，合外力不足以提供向心力，所以电场力是抵消洛伦兹力的，所以是竖直向下）mv/(Bq)=R,得v=BRq/m，；洛伦兹力不做功，所以Ek=1/2mv^2-EqR，把v带进去就行了。