问题标题:
如图所示,直角坐标系xoy所决定的平面内,在平行于x轴的虚线MN上方、x<0的区域存在着沿x轴正方向的匀强电场;在x>0的某区域存在方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未画出
问题描述:

如图所示,直角坐标系xoy所决定的平面内,在平行于x轴的虚线MN上方、x<0的区域存在着沿x轴正方向的匀强电场;在x>0的某区域存在方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未画出).现有一比荷k=qm=102C/kg的带正电粒子从虚线MN上的P处,以大小υ0=20m/s、方向平行于y轴的初速度射入电场,并恰好从原点O处射出,射出时的速度大小υ=40m/s,此后粒子先做匀速运动,然后进入圆形有界磁场,粒子从磁场中射出时,出射点为Q且射出时的速度方向沿y轴负方向.已知磁场的磁感应强度B=1.2T,不计粒子的重力,忽略粒子运动对电场、磁场的影响.求:

(1)粒子从O点射出时速度υ与y轴间的夹角θ.

(2)P、O两点间的电势差U.

(3)Q点的横坐标x.

(4)圆形有界匀强磁场的最小面积S.

高芳红回答:
  (1)带电粒子在匀强电场中y轴方向上做匀速直线运动,x轴方向上做匀加速直线运动,将O点的速度分解,有:cosθ=v0v=12.解得θ=60°.(2)根据动能定理得,qU=12mv2−12mv02因为比荷k=qm=102C/kg代入数据解得:U=...
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