Question

【题目】如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程．求：

（1）中间磁场区域的宽度d；

（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

（1）带电粒子在电场中加速，由动能定理，可得：

带电粒子在磁场中偏转，由牛顿第二定律，可得：

由以上两式，可得。

可见在两磁场区粒子运动半径相同，如图所示，三段圆弧的圆心组成的三角形△O1O2O3是等边三角形，其边长为2R。所以中间磁场区域的宽度为。

2

（2）在电场中运动时间

在中间磁场中运动时间

在右侧磁场中运动时间

则粒子第一次回到O点的所用时间为。