
(24-25高二下·江苏苏州·阶段练习)如图所示的xOy平面内,x轴上方存在平行于轴向下的匀强电场,x轴下方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,在y轴上坐标为
处的
点有一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,以v0的速度平行x轴进入电场强度为
的电场。从x轴上的M点(图中未标出)首次进入磁场中,粒子在磁场中做匀速圆周运动,随后从x轴上的N点(图中未标出)首次离开磁场,且恰能回到P点,不计粒子重力,求:
(1)点到
点的距离xOM;
(2)粒子从M点首次进入磁场时的速度v;
(3)匀强磁场的磁感应强度大小B。
【答案】(1)
(2),与水平夹角为
(3)
【知识点】粒子由电场进入磁场
【详解】(1)粒子从到
做类平抛运动,有
,
根据牛顿第二定律有
联立解得
(2)粒子在点速度大小为
与水平方向的夹角满足
可得
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动,随后从x轴上的N点首次离开磁场,且恰能回到P点,粒子在磁场中的运动轨迹如图所示
根据洛伦兹力提供向心力有
又有
联立解得
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