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如图所示,质量为m,电量为q的带正电
的微粒以初速度v0垂直射入相互垂直的匀强电场和
匀强磁场中,刚好沿直线射出该场区,若同一微粒
以初速度v0/2垂直射入该场区,则微粒沿图示的
曲线从P点以2v0速度离开场区,求微粒在场区中
的横向(垂直于v0方向)位移,(已知磁场的磁感应强度大小为B.)
s=15mv0/(8qB).
速度为v0时粒子受重力、电场力和磁场力,三力在竖直方向平衡;速度为v0/2时,磁场力变小,三力不平衡,微粒应做变加速度的曲线运动.
当微粒的速度为v0时,做水平匀速直线运动,有: qE=mg+qv0B    ①;
当微粒的速度为v0/2时,它做曲线运动,但洛伦兹力对运动的电荷不做功,只有重力和电场力做功,设微粒横向位移为s,由动能定理
(qE-mg)s=1/2m(2v0)2-1/2m(v0/2)2     ②.
将①式代入②式得qv0BS=15mv02/8,
所以s=15mv0/(8qB).
由于洛伦兹力的特点往往会使微粒的运动很复杂,但这类只涉及初、末状态参量而不涉及中间状态性质的问题常用动量、能量观点分析求解?
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题


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(1) 与b碰前a的速度
(2) 水平面离地面的高度
(3) 从小球开始释放到落地前瞬间的整个运动过程中,系统损失的机械能

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(2)匀强电场的电场强度E
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有人设想用题图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后,粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为B,方向如图。收集室的小孔O3O1O2在同一条水平线上。半径为r0的粒子,其质量为m0、电量为q0刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力。(
(1)试求图中区域II的电场强度;
(2)试求半径为r的粒子通过O2时的速率;
(3)讨论半径rr2的粒子刚进入区域II时向哪个极板偏转。
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图在直角坐标XOY的第一象限内有竖直向下的匀强电场E=0.5V/m,垂直纸面向里的边界与X轴平行的匀强磁场B=0.4T,一开口向上光滑绝缘圆筒内有一内径略小的带正电小球m=1kg,q=+10C,圆筒的长度与匀强磁场的宽度相等,由O点开始,圆筒向右以v0=5m/s匀速直线运动,经过一段时间,圆筒运动到P点(P在磁场上边界)时小球恰好滑出筒口并且有了与X轴正向夹角θ=600斜向上的速度,之后小球在电场中运动,重力加速度取10m/s2求:小球再次回到与P点等高时的坐标值?

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B.小球速度将一直增大
C.小球所受洛伦兹力将一直增大
D.小球所受洛伦兹力大小变化,但方向始终不变

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A.粒子带负电,且q=
mg
E
B.粒子顺时针方向转动
C.粒子速度大小v=
BgR
E
D.粒子的机械能守恒

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