(2014•厦门二模)如图,在xoy平面的第一象限有沿y轴负方向、场强为E=200N/C的匀强电场,第二象限内有垂直于xoy平面想歪的匀强磁场.现有一质量m=2.0×10-11kg、电荷量q=1.0×10-5C的带正电的粒子,从负x轴上的某点以v0=1.0×104m/s的速度垂直x轴进入磁场,恰好垂直通过y轴上P点并进入磁场,经过电场后通过x轴上的Q点,已知OP的长度h=2m,不计粒子重力,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)OQ的长度L.
解题思路:(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据题意求出粒子轨道半径,然后由牛顿第二定律求出磁感应强度;
(2)粒子进入电场后做类平抛运动,由类平抛运动规律可以求出OQ的长度.
(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,粒子恰好垂直通过y轴上P点进入电场,粒子在磁场中的运动轨迹是四分之一圆周,则粒子的轨道半径:r=h=2m,
由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
r,代入数据解得:B=0.01T;
(2)粒子在电场中做类平抛运动,
在水平方向上:L=vt,
在竖直方向上:h=[1/2]at2,
由牛顿第二定律得:qE=ma,
代入数据解得:L=2m;
答:(1)磁感应强度B的大小为0.01T;(2)OQ的长度L=2m.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题考查了粒子在磁场与电场中的运动,粒子在磁场中做匀速圆周运动,在电场中做类平抛运动,由牛顿第二定律与类平抛运动轨迹可以正确解题.
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