题目内容

【题目】如图所示,以O为坐标原点建立直角坐标系,等边三角形OMN内部存在垂直纸面向里的匀强磁场,MN边界上放有一绝缘挡板,第四象限内有沿y轴负方向的匀强电场。现有一质量、电荷量的带负电微粒从y轴上的A点,以的初速度沿轴正方向射入电场,从轴上坐标为(1m0)的C点平行于ON方向进入三角形磁场区域,在磁场中偏转后垂直打到挡板MN的中点E上,并原速弹回(粒子带电荷量不变)。最后经过y轴上的D点(图中未画出)射入第二象限。粒子重力不计,计算结果可保留根式。求:

(1)匀强电场的电场强度大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度大小;

(3)粒子从A点运动到D点的总时间。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)粒子在从AC的运动过程中做类平抛运动,有

解得

(2)粒子的运动轨迹如图所示

由几何关系知弧CE所对应的圆心角,设,由

可得

解得

粒子做圆周运动时由洛伦兹力提供向心力,则

解得

(3)粒子在磁场中运动的总时间

其中,解得

由几何知识可知OH=OC=1m,则DH=0.5m,则

所以粒子从A点运动到D点的总时间

解得

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