问题详情:
如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面),O为圆心。在柱形区域内加一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为+q的粒子沿图中直径从圆上的A点*入柱形区域,在圆上的D点离开该区域,已知图中,现将磁场换为竖直向下的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直径从A点*入柱形区域,也在D点离开该区域。若磁感应强度大小为B,不计重力,试求:
(1)电场强度E的大小;
(2)经磁场从A到D的时间与经电场从A到D的时间之比。
【回答】
知识点】 带电粒子在磁场中运动 向心力 带电粒子在电场中运动 I3 D4 K2
【*解析】(1) (2) 解析: (1)加磁场时,粒子从A到D有:
…… ①
由几何关系有: …… ②
加电场时,粒子从A到D有:
…… ③
…… ④
由①~④得: …… ⑤
(2)粒子在磁场中运动,由几何关系可知:圆心角
圆运动周期: ……⑦
经磁场的运动时间: ……⑧
由①~④得粒子经电场的运动时间: ……⑨
即: ……⑩
【思路点拨】(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系求得半径,然后换成电场后,带电粒子在电场中做类平抛运动,水平匀速直线运动,竖直匀加速直线运动,根据运动学规律求解电场强度。(2)粒子在磁场中运动,由几何关系可知求得圆心角,根据周期公式求得在磁场中运动时间,在电场中根据竖直方向求得运动时间,然后求得时间之比。
知识点:带电粒子在电场中的运动
题型:计算题