题目内容
【题目】如图所示的直角坐标系xOy中,x<0,y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,x≥0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场,x轴上P点坐标为(-L,0),y轴上M点的坐标为(0, L).有一个带正电的粒子从P点以初速度v沿y轴正方向射入匀强电场区域,经过M点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点(图中未画出)运动到坐标原点O.不计重力.求:
(1)粒子在M点的速度v′;
(2)C点与O点的距离x;
(3)匀强电场的电场强度E与匀强磁场的磁感应强度B的比值.
【答案】(1) ;(2) ;(3)
【解析】(1)设粒子在由P到M的过程中运动时间为t,在M点时速度为v′,沿x轴正方向的速度大小为vx,带电粒子在第二象限做匀变速曲线运动,则:
由以上各式解得:
(2)设粒子在M点的速度v′与y轴正方向的夹角为θ,如图所示,
则:
粒子在x≥0的区域内受洛伦兹力作用做匀速圆周运动,运动轨迹如图所示
设轨迹半径为R,由几何关系有:
联解得:
(3)设粒子质量为m,带电荷量为q,则:
联立解得:
综上所述本题答案是:(1) ;(2) ;(3)
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