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在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xOy平面)向里;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴正向,如图所示。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0=1 000 m/s的速度发*出一带电粒子,该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴的方向进入电场。不计粒子重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ=60°,电场强度大小为150 V/m。求:磁感应强度的大小。
【回答】
0.1 T
【解析】粒子进入磁场后做匀速圆周运动。设磁感应强度的大小为B,粒子质量与所带电荷量分别为m和q,圆周运动的半径为R0。由左手定则可知,粒子带负电;由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得qv0B= ①
由题给条件和几何关系可知R0=d ②
设电场强度大小为E,粒子进入电场后沿x轴负方向的加速度大小为a,在电场中运动的时间为t,离开电场时沿x轴负方向的速度大小为vx,由牛顿第二定律及运动学公式得
Eq=ma ③
vx=at ④
=d ⑤
由于粒子在电场中做类平抛运动(如图),
有tanθ= ⑥
联立①②③④⑤⑥式得B=0.1 T
【总结提升】“5步”突破带电粒子在组合场中的运动问题
知识点:专题六 电场和磁场
题型:计算题
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