题目内容
【题目】如图所示,在xOy平面的第Ⅰ、Ⅳ象限内存在电场强度大小为E=10V/m方向沿x轴正方向的匀强电场;在第Ⅱ、Ⅲ象限内存在磁感应强度B=0.5T、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场。一个带负电的粒子比荷为,在x=0.06m处的P点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力,求:
(1)带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离;
(2)带电粒子进入磁场后经多长时间第一次返回电场;
(3)带电粒子运动的周期。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
(1)粒子在第Ⅰ象限做类平抛运动,如图所示。
粒子的加速度
粒子的运动时间
粒子沿y轴方向的位移
所以,带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离
y=
(2)粒子在磁场内做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力得,
粒子通过y轴进入磁场时在x方向上的速度
设粒子进入磁场时的速度方向与y轴的夹角为θ,
粒子在磁场内做匀速圆周运动的圆心角为
粒子在磁场内的运动时间
所以,带电粒子进入磁场后到返回电场所得时间
t2=
(3)粒子从磁场返回电场后的运动是此前由电场进入磁场运动的逆运动,经时间t3=t1粒子的速度大小变为v0,方向沿y轴正方向,此后重复前面的运动。粒子在电、磁场中的运动具有周期性,其周期
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