I7电场综合【题文】(物理卷·届江苏省盐城中学高三上学期开学考试(
08))18、(15分)如图所示,在xoy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场,y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场,MN边界与y轴平行且间距保持不变.一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场,每次经过磁场的时间均为t0,粒子重力不计.(1)求磁感应强度的大小B.(2)若t=5t0时粒子回到原点O,求电场区域的宽度d和此时的电场强度E0.(3)若带电粒子能够回到原点0,则电场强度E应满足什么条件
【答案】【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.I3I7K2【答案解析】⑴0qtm;⑵tv023,00qtmv;⑶)321(3)12(020,,=nqtnmvnE解析:⑴粒子在磁场中做圆周运动的周期qBmT2=粒子每次经过磁场的时间为半个周期,则T=2t0解得0qtmB⑵粒子t=5t0时回到原点,轨迹如图所示,由几何关系有r2=2r1由向心力公式有1200rvmqBv2222rvmqBv电场宽度0202tvvd=解得tvd023又0002tmqEvv解得000qtmvE⑶如图所示,由几何关系可知,要使粒子经过原点,则应满足112222(rrrn)=(n=1,2,3……)由向心力公式有2=rvmqBv222解得021vnnv=根据动能定理有20222121mvmvqEd解得)321(3)12(020,,=nqtnmvnE【思路点拨】(1)根据周期和运动时间的关系解得磁感应强度;(2)画出运动轨迹图,根据几何知识和洛伦兹力充当向心力解答(3)画出运动轨迹图,根据几何知识和洛伦兹力充当向心力以及动能定理解答
本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题,要求同学们能