(2011?温州二模)如图所示,在xoy坐标系中,y>0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的范围内
(2011?温州二模)如图所示,在xoy坐标系中,y>0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场(方向未画出).已知oa=oc=cd...
(2011?温州二模)如图所示,在xoy坐标系中,y>0的范围内存在着沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场(方向未画出).已知oa=oc=cd=de=ef=L,ob=L/4.现有一群带电粒子,质量为m,电荷量大小为q (重力不计),分布在y轴的a、b之间.t=0时刻,这群带电粒子以相同的初速度v0沿x正 方向开始运动.观察到从a点出发的带电粒子恰好从d点第一次进入磁场,然后从O点第-次离开磁场.(1)试判断匀强磁场的方向;(2)推导带电粒子第一次进入磁场的位置坐标x与出发点的位置坐标y的关系式;(3)推导带电粒子第一次离开磁场的位置坐标x与出发点的位置坐标y的关系式;(4)请在答题纸上标出这些带电粒子第二次进磁场的区域(不需要写出计算过程).
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解:(1)由带点粒子在电场中的偏转方向可知粒子带负电,根据它在磁场中做圆周运动的情况,由左手定则知匀强磁场方向沿垂直纸面向里.
(2)设带电粒子在电场中的加速度为a,
对于从a点进入电场的粒子:
L=
at12
2L=v0t1
解得:a=
从位置坐标y出发的带电粒子,从x位置坐标离开电场,则
y=
at 2
x=v0t
解得:x=2
(3)对于从a点进入电场的粒子,
vy1=at1
v1=
=
v0
qv1B=
θ=45°
2Rsinθ=v0t1
可得:
=L
设从坐标y沿x轴正向射入的粒子进入磁场后的速度与x轴夹角为θ,则有:
vy=at=v0
v =
(2)设带电粒子在电场中的加速度为a,
对于从a点进入电场的粒子:
L=
1 |
2 |
2L=v0t1
解得:a=
v02 |
2L |
从位置坐标y出发的带电粒子,从x位置坐标离开电场,则
y=
1 |
2 |
x=v0t
解得:x=2
Ly |
(3)对于从a点进入电场的粒子,
vy1=at1
v1=
v02+vy12 |
2 |
qv1B=
mv12 |
R1 |
2Rsinθ=v0t1
可得:
mv0 |
Bq |
设从坐标y沿x轴正向射入的粒子进入磁场后的速度与x轴夹角为θ,则有:
vy=at=v0
|
v =
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