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如图所示,在xoy平面直角坐标系的第二象限内有匀强磁场B1=5×10-3T,方向垂直xoy平面,在第一象限y<4m区域内有匀强磁场B2=0.01T和匀强电场E,B2的方向垂直xoy平面向外,E的方向平
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问题描述:

如图所示,在xoy平面直角坐标系的第二象限内有匀强磁场B1=5×10-3T,方向垂直xoy平面,在第一象限y<4m区域内有匀强磁场B2=0.01T 和匀强电场E,B2的方向垂直xoy平面向外,E的方向平行y轴(图中未画出).一负离子从x轴上P点以速度v0射入B1磁场,v0的方向在xoy平面内并与x轴正向夹角为120°,负离子经过y轴上的A点后做匀速直线运动,A点坐标为y=3m,已知负离子的电量为3.2×10-19C,质量为5.32×10-26kg.求:

(1)B1的方向;

(2)E的大小和方向:

(3)如果保持负离子从P点进入磁场的速度方向不变,而速度的大小增大为v,欲使负离子经过y轴后做匀速直线运动,则v应满足什么条件?

陈峻回答:
  (1)因为负离子将经过y轴上的A点,所以它从P点进入磁场B1后应向右偏转,由左手定则可得B1方向垂直xoy平面向里.(2)负离子经过y轴上的A点后做匀速直线运动,由此可知负离子所受电场力和洛仑兹力为一对平衡力.因为E的方向平行y轴,所以洛仑兹力的方向也应平行y轴,负离子运动方向垂直y轴,分析可知洛仑兹力的方向平行y轴向上,电场力方向平行y轴向下,所以E的方向为平行y轴向上. qv0B2=Eq负离子从P点开始做匀速圆周运动,如图所示,C点为圆心,CA、CP为半径R1,∠CPO=30°, OA=R1+R1sin∠CPO R1=2m qv0B1=mv20R
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