带电粒子在磁场中的运动专题.分析:(1)粒子垂直于电场进入第一象限,粒子做类平抛运动,由到达M的速度方向可利用速度的合成与分解得知该点y方向的速度.结合牛顿第二定律求得粒子的比荷;(2)根据运动学的公式,求出粒子进入电场时的位置,画出粒子运动的轨迹,根据
图象中的几何关系求出粒子运动的半径,根据半径公式r
求出磁感应强度;
f(3)粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,利用洛伦兹力提供向心力的公式,求出在磁场中运动的轨迹半径,利用几何关系求出cosθ之值.解答:解:(1)M处,根据平抛运动规律:vyv0ta
αqEmavyat33Rv0t3解得:(2)粒子运动轨迹如图,设O1为磁场的圆心,O2为粒子轨迹圆心,P为粒子射出磁场的位置,则:
P′O2∥PO1△O1O2P≌△O1O2P粒子的轨道半径为:rRBqv0mB(3)粒子从N进入电场,ONy,根据平抛运动规律:yat3qEma3Rv0t3得:yRt3yRRcosθθP到P′的时间为t1,Bqv0m(t1t1)rT
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fP′N
R
P到M的总时间为tt1t2t3
R
答:(1)带电粒子的比荷为
;;
(2)磁场磁感应强度B的大小为
(3)粒子从P点入射磁场到M点射出电场的时间为
R.
点评:粒子在电场中运动偏转时,常用能量的观点来解决问题,有时也要运用运动的合成与分解.粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定也是本题的一个考查重点,要正确画出粒子运动的轨迹图,能熟练的运用几何知识解决物理问题.
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