题目内容
(20分)如图所示,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点3L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去磁场只保留电场,电子将从P点离开电场,P点的坐标是(2L,5L).不计重力的影响,求:
(1)电场强度E和磁感应强度B的大小及方向;
(2)如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上
的D点(图中未标出)离开磁场,求D点的坐标及
电子在磁场中运动的时间.
24、解析:
(1)只有电场时,电子做类平抛运动到D点,
则沿Y轴方向有 ①---(2分)
沿方向有 ②…(2分)
由①②得 ,沿轴负方向 ③--(2分)
电子做匀速运动时有 ④--(2分)
由③④解得 ,垂直纸面向里 ⑤--(2分)
(2)只有磁场时,电子受洛伦兹力做圆周运动,设轨道半径为R,由牛顿第二定律有
⑥--(3分),由⑤⑥得R=2L ⑦--(1分)
电子在磁场中运动的轨道如图所示,由几何关系得
, ⑧ --(2分)
所以=,即D点的坐标为()⑨--(1分)
电子在磁场中运动的周期为T, ⑩--(1分)
电子在磁场中运动的时间为 --(2分)
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