题目内容
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、方向水平向右,其宽度为;中间区域匀强磁场的磁感强度大小为、方向垂直纸面向外;右侧匀强磁场的磁感强度大小也为、方向垂直纸面向里.一个带正电的粒子(质量,电量,不计重力)从电场左边缘点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到了点,然后重复上述运动过程.求:
(1)中间磁场区域的宽度;
(2)带电粒子从点开始运动到第一次回到点时所用的时间?
(1)中间磁场区域的宽度;
(2)带电粒子从点开始运动到第一次回到点时所用的时间?
(1)
(2)
(2)
(1)带电粒子在电场中加速,由运动学公式可知:、
∴
带电粒子在磁场中偏转,由洛伦兹力提供向心力可知:
∴
可见在两磁场区粒子运动半径相同,如图,三段圆弧的圆心组成的三角形是等边三角形,其边长为
∴
(2)带电粒子在电场中运动的时间为:
带电粒子在中间磁场中运动的时间为:
带电粒子在右侧磁场中运动的时间为:
总的时间为:
∴
带电粒子在磁场中偏转,由洛伦兹力提供向心力可知:
∴
可见在两磁场区粒子运动半径相同,如图,三段圆弧的圆心组成的三角形是等边三角形,其边长为
∴
(2)带电粒子在电场中运动的时间为:
带电粒子在中间磁场中运动的时间为:
带电粒子在右侧磁场中运动的时间为:
总的时间为:
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