如图,在xoy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,匀强电场电场强度为E.一带电量为+q的小
1个回答

解题思路:(1)由带电小球做匀速圆周运动判断出小球受到的重力大于电场力,洛伦兹力提供向心力;电场反向过后电场力的方向向下,根据牛顿第二定律求得小球的加速度,然后根据小球做类平抛运动,将运动分解即可求得小球的初速度;(2)带电小球做匀速圆周运动时,根据洛仑兹力提供向心力得出牛顿第二定律的方程,然后由圆周运动轨迹分析得半径与L的关系,即可求出磁感应强度;(3)结合小球的运动轨迹的特点,画出磁场最小的区域,然后根据几何关系求得结果.

(1)由带电小球做匀速圆周运动知:mg=Eq

所以电场反向后竖直方向受力:Eq+mg=ma

得:a=2g

小球做类平抛运动有:[1/2L=v0t;

L=

1

2]•2gt2

得:v0=

1

2

gL

(2)带电小球做匀速圆周运动时,洛仑兹力提供向心力,根据左手定则可得磁场的方向垂直于纸面向里.

qv0B =

m

v20

R

得:B=

mv0

qR

由圆周运动轨迹分析得:(L-R)2+([L/2])2=R2

R=

5

8L

代入得:B=

4E

gL

5gL

(3)由小球运动轨迹的范围知最小矩形磁场的长、宽分别为:

a2=(L)2+([1/2L)2

a=

5L

2]

b=R−R•

L

2a=

(5−

5)L

8

面积:S=ab=

5(

5−1)L2

16

答:(1)小球从A点出发时的初速度大小

1

2

gL;

(2)磁感应强度B的大小是

4E

gL

5gL,方向垂直于纸面向里;

(3)如果在第一象限内存在的磁场范围是一个矩形,这一范围的最小面积是

5(

5−1)L2

16.

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: 本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动,要掌握住半径公式、周期公式,画出粒子的运动轨迹后,几何关系就比较明显了.

相关问题