题目内容
【题目】如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E.在其它象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.A是y轴上的一点,它到坐标原点O的距离为h,C是x轴上的一点,到O的距离为L.一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域.并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角.不计重力作用.试求:
(1)从从A点进入电场区域的初速度;
(2)粒子经过C点速度的大小和方向(用正弦值表示即可);
(3)磁感应强度的大小B.
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)以a表示粒子在电场作用下的加速度,有①
设粒子从A点进入电场时的初速度为,由A点运动到C点经历的时间为t,
则有②
计算得出: , ③,由①②③得④
(2)设粒子从C点进入磁场时的速度为v,v垂直于x轴的分量⑤
由①④⑤式得
设粒子经过C点时的速度方向与x轴夹角为,则有
(3)粒子从C点进入磁场后在磁场中做速率为v的圆周运动.若圆周的半径为R,则有
⑦
设圆心为P,则PC必与过C点的速度垂直,且有.
用表示PA与y轴的夹角,
由几何关系得⑧,⑨
由以上各式得: ⑩
联立⑦⑩可得
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