题目内容
在半径为R的半圆形真空区域中同时存在一匀强磁场和一匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场的方向平行于纸面向上。一质量为m、电荷量为q的带电粒子以一定的速度v沿垂直于水平方向的半圆直径AD经圆心O点射入该区域,恰能做匀速圆周运动并从A点射出。(重力加速度值为g)(1)请指出粒子的带电性质,并求出磁感应强度和电场强度的大小;
(2)若保持磁场的方向不变,将电场的方向变为平行于纸面向右,则要让上述粒子经圆心O点射入该区域后能做匀速直线运动,试求出粒子的速度大小和方向。
解:(1)粒子带正电 要保证粒子做匀速圆周运动,电场力必与重力平衡,由洛伦兹力提供向心力有 ,解得E=mg/q 又qvB=mv2/r ,而r = mv/qB = R/2 解得B=2mv/qR (2)设粒子的速度大小为,速度与直径AD的夹角为粒子受到三个力的作用处于平衡状态,其受力图如答图3所示有 又 ③ 将②代入③得
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