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如图所示,在xOy平面内,y轴左侧存在竖直向上的匀强电场,场强大小为E=4×10-3V/m,y轴右侧存在垂直于xOy平面的磁场,磁场区域以MN为界分为Ⅰ、Ⅱ两部分,MN与x轴夹角θ=60°,相交于P点,OP=16cm。位于第二象限的粒子发射源S,沿x轴正向
如图所示,在xOy平面内,y轴左侧存在竖直向上的匀强电场,场强大小为E=4×10-3V/m,y轴右侧存在垂直于xOy平面的磁场,磁场区域以MN为界分为Ⅰ、Ⅱ两部分,MN与x轴夹角θ=60°,相交于P点,OP=16cm。位于第二象限的粒子发射源S,沿x轴正向
admin
2017-12-19
62
问题
如图所示,在xOy平面内,y轴左侧存在竖直向上的匀强电场,场强大小为E=4×10
-3
V/m,y轴右侧存在垂直于xOy平面的磁场,磁场区域以MN为界分为Ⅰ、Ⅱ两部分,MN与x轴夹角θ=60°,相交于P点,OP=16cm。位于第二象限的粒子发射源S,沿x轴正向发射比荷为1×10
8
C/kg的粒子,粒子经坐标原点O进入磁场区域Ⅰ,再经过P点以垂直于MN的速度进入磁场区域Ⅱ,再经过MN上的Q点进入磁场区域Ⅰ,PQ=OP=16cm。粒子由O到Q所用时间为t=
×10
-4
s,不计粒子重力,求:
磁场区域Ⅰ中磁感应强度B
1
的大小;
选项
答案
粒子在P点以垂直于MN的速度进入磁场区域Ⅱ,由对称性可知,粒子从Q点离开时速度也垂直于MN,所以PQ为粒子在磁场区域Ⅱ中轨迹圆的直径,由此可知粒子在磁场区域Ⅱ中轨迹圆的半径R
2
=0.08m。 由θ=60°可知,粒子沿与x轴正向成30°方向离开磁场区域Ⅰ,根据对称性可知,粒子从O点进入磁场区域Ⅰ时方向与x轴正向成30°。由几何关系可知粒子在磁场区域Ⅰ中轨迹圆的半径为R
1
=0.16m。 设磁场区域Ⅱ中磁感应强度大小为B
2
,由 [*] 解得:B
1
=2.5×10
-4
T。
解析
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0
中学物理
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