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如图所示,在xoy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与负x轴成...

manfen5.com 满分网如图所示,在xoy平面内,第Ⅲ象限内的直线OM是电场与磁场的边界,OM与负x轴成45°角.在x<0且OM的左侧空间存在着负x方向的匀强电场E,场强大小为0.32N/C; 在y<0且OM的右侧空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B,磁感应强度大小为0.1T.一不计重力的带负电的微粒,从坐标原点O沿y轴负方向以v=2×103m/s的初速度进入磁场,最终离开电磁场区域.已知微粒的电荷量q=5×10-18C,质量m=1×10-24kg,求:
(1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标;
(2)带电微粒在磁场区域运动的总时间;
(3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标.
(1)带电微粒从O点射入磁场,运动轨迹如图,第一次经过磁场边界上的A点,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律即可求解; (2)根据圆周运动的周期公式及粒子在磁场中的运动轨迹即可解题; (3)微粒从C点沿y轴正方向进入电场,做类平抛运动,根据平抛运动得基本公式即可求解. 【解析】 (1)带电微粒从O点射入磁场,运动轨迹如图,第一次经过磁场边界上的A点,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得: m  A点位置坐标(-4×10-3m,-4×10-3m) (2)设带电微粒在磁场中做圆周运动的周期为 t=tOA+tAC= 代入数据解得t=T=1.256×10-5s  (3)微粒从C点沿y轴正方向进入电场,做类平抛运动 △y=vt1 代入数据解得△y=0.2m   y=△y-2r=(0.2-2×4×10-3)m=0.012m   离开电、磁场时的位置坐标 (0,0.192m).  答:(1)带电微粒第一次经过磁场边界的位置坐标为(-4×10-3m,-4×10-3m); (2)带电微粒在磁场区域运动的总时间为1.256×10-5s; (3)带电微粒最终离开电、磁场区域的位置坐标为(0,0.192m).
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考点分析:
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(1)电场强度的大小.
(2)带电粒子经过P点时速度的大小和方向.
(3)磁场的磁感应强度的大小和方向.
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(1)若v=manfen5.com 满分网m/s,小球从P点抛出后的水平射程;
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(1)若小滑块到达圆弧B点时对圆弧的压力刚好等于其重力的2倍,则小滑块应从圆弧上离地面多高处释放;
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(1)BC间距离;
(2)m到达D点时对轨道的压力;
(3)平台转动的角速度为ω.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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