问题 计算题

如图所示,AB间存在与竖直方向成45°角斜向上的匀强电场E1,BC间存在竖直向上的匀强电场E2,AB间距为0.2 m,BC间距为 0.1 m,C为荧光屏,质量m=1.0×10-3kg,电荷量q=+1.010-2C的带电粒子由a点静止释放,恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏的O点。若在BC间再加方向垂直纸面向外大小为B =" 1.0" T的匀强磁场,粒子经b点偏转到达荧光屏的O′点(未画出).取g =" 10" m/s2.求:

⑴ E1的大小;

⑵ 加上磁场后,粒子由b点到O′点电势能的变化量. (结果保留两位有效数字)

答案

(1)E1=1.4V/m;(2)2.7×10-4J

题目分析:(1)粒子在AB间作匀加速直线运动,受力如图,

qE1cos45°="mg"

E1=1.4V/m

(2)由动能定理得:qE1sin45°•dAB

=2m/s

加磁场前粒子在BC间作匀速直线运动

则有qE2=mg

加磁场后粒子作匀速圆周运动,轨迹如图.

由牛顿第二定律得:qvbB=

R=0.2m  

设偏转距离为y,由几何关系得:R2=dBC2+(R−y)2

解得:y=2.7×10-2m

W=−qE2•y=−mgy=−2.7×104J

即电势能变化了2.7×10-4J

单项选择题
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