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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
25
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:
粒子发射源S的坐标。
选项
答案
设粒子进入磁场区域时速度为v,则有:R
1
=mv/qB
1
解得:v=4×10
3
m/s。 v在x轴和y轴的两个分量为: v
x
=vcos30°=2[*]×10
3
m/s v
y
=vsin30°=2×10
3
m/s 设粒于在电场中运动时,加速度为a,则:a=qE/m=4×10
5
m/s
2
粒子在电场中运动时向t=v
y
/a=5×10
-3
s 设粒子发射源S的坐标为(x,y),则有:v
x
t=-x,1/2at
2
=y 解之得:x=-10[*]m,y=5m 所以粒子发射源S的坐标为(-10[*]m,5m)。
解析
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中学物理
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