如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,...
问题详情:
如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1 = 0.40 T,方向垂直纸面向里,电场强度E = 2.0×105 V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面的正三角形匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度B2 = 0.25 T。一束带电量q = 8.0×10-19 C,质量m = 8.0×10-26 kg的正离子从P点*入平行板间,不计重力,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴*向三角形磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。则:
(1)离子运动的速度为多大?
(2)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向外,离子在磁场中运动的时间是多少?
(3)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向里,正三角形磁场区域的最小边长为多少?
(4)第(3)问中离子出磁场后经多长时间到达X轴?
【回答】
【*】:(1)v=5×105m/s;(2)t=;(3)(4)4
【解析】(1)(2分)子在板间做匀速直线运动,由受力平衡条件得
Eq=qvB V= (2分)
(2)(5分)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
qvB=mv2/R R=0.2m (2分)
T= t=(2分) 规范做好示意图1分
(3)(8分)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,过程示意图如图所示,规范做图(2分)
由牛顿第二定律得qvB=mv2/R R=0.2m (2分)
几何关系得 (2分)
L== (2分)
(4)(4分)离子出磁场后做匀速直线运动,几何关系得位移
S=(0。2+R/2)cot600 (2分) t=s/v= s (2分)
知识点:专题六 电场和磁场
题型:计算题