如圖所示,豎直長方形區(qū)域ABCD長4m,高3m,其中存在水平正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,磁場垂直紙面向外,B=1T。勻強(qiáng)電場平行紙面,電場線如圖中實(shí)線。一帶電微粒以速度v = 5m/s從長方形區(qū)域的左下角A點(diǎn)沿AC方向射入其中,恰能做直線運(yùn)動。
(1)判斷勻強(qiáng)電場的方向,求出場強(qiáng)的大小。
(2)若在粒子射至對角線的某點(diǎn)時將磁場撤去,粒子恰好從長方形區(qū)域的D點(diǎn)射出,求撤去磁場時粒子離A點(diǎn)的距離。
(1)3v/m (2)0.1m
(1)物體做直線運(yùn)動,故只能是勻速直線運(yùn)動。
由圖可知:此矩形的對角線和水平面的夾角為370。
因?yàn)镕合=0 ,故 重力、電場力、洛侖茲力只能在如圖的情景下平衡。 (3分)
由左手定則,粒子帶負(fù)電荷得:電場方向向左。 (2分)
電場力F=qE=Gtan370=0.75G
洛侖茲力f=qvB=G/cos370 = 1.25G
兩式比較E=3v/m (3分)
(2)撤去磁場后,粒子做類平拋運(yùn)動,軌跡如圖。 (3分)
a = = 1.25g (3分)
FD = AD sin370 = 2.4m
FD=at2
t=s (3分)
EF = vt=0.8m
AE = ADcos370-EF = 3.2-0.8m = 0.1m (3分)
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