解题思路:根据题意可求粒子在磁场中的偏转角,结合粒子初设点坐标即抛物线方程可求得粒子在场中的偏转半径,根据磁场中
r=
m
v
0
qB]从而可求得粒子的运动速率;
粒子在电场中做类平抛运动,根据类平抛水平位移和竖直位移情况,结合动能定理,利用数学极限知识可求得粒子出场的最大动能.
(1)粒子在磁场中运动的偏转角为α=
t
T•2π=[π/3]
设粒子的轨迹半径为r,初始点的坐标为(x,y),由几何关系:
y=h-r(1-cosα) x=rsinα,y=
4
hx2
联立解得:r=
h
2
由于r=
mv0
qB,所以v0=
qBh
2m
(2)粒子在电场中做类平抛运动:
x=v0t
h-
4
hx2=
qE
2mt2
联立解得:t2=
2mh2
eEh+8m
v20
由动能定理:qE(h-
4
hx2)=Ek-
1
2m
v20
即:Ek=
(qEh)2
qEh+8m
v20+
1
2m
v20
Ek=
(qEh)2
16(
qEh
16+
1
2m
v20)+(
qEh
16+
1
2m
v20)-[qEh/16]
粒子射出场区的最大动能:Ekmax=[7/16qEh
答:(1)a粒子的速率为v0=
qBh
2m].
(2)射出场区的粒子的最大动能为[7/16qEh
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 本题考查了粒子在复合场中的运动,理清粒子的运动规律是解决本题的关键,知道粒子在磁场中受洛伦兹力做圆周运动,能够应用动能定理进行求解.
1年前
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