题目内容
如图所示,在直角坐标系的I、Ⅱ象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限有沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限内无电场和磁场。质量为m,电荷量为q的粒子由M点以速度沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N和x轴上的P点最后又回到M点。设OM=OP =l,ON=2l,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)粒子从M点进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间t。
(1)电场强度E的大小;
(2)匀强磁场磁感应强度B的大小;
(3)粒子从M点进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间t。
见解析
(1)根据粒子在电场中的运动情况可知,粒子带负电,粒子在电场中运动所用的时间设为
在x方向有 ①
在y方向有 ②
解得 ③
(2)设粒子到达N点的速度为v,运动方向与轴夹角
由动能定理得 ④
将③式代入,得
粒子在磁场中做匀速圆周运动,经过P点时的速度方向也与负x方向成,从P到M做直线运动,NP=NO+OP=3l
粒子在匀强磁场中在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,
半径为
联立上述各式解得
(3)粒子在电场中运动所用时间为
粒子在磁场中所用时间为
由匀速直线运动所用时间
粒子从M进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间
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在x方向有 ①
在y方向有 ②
解得 ③
(2)设粒子到达N点的速度为v,运动方向与轴夹角
由动能定理得 ④
将③式代入,得
粒子在磁场中做匀速圆周运动,经过P点时的速度方向也与负x方向成,从P到M做直线运动,NP=NO+OP=3l
粒子在匀强磁场中在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,
半径为
联立上述各式解得
(3)粒子在电场中运动所用时间为
粒子在磁场中所用时间为
由匀速直线运动所用时间
粒子从M进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间
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