题目内容

【题目】现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示的xOy平面内,第一、二象限内有宽度相同方向竖直向下的匀强电场,电场强度均为E,第三象限有边长为L的正方形有界匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度大小。现从点由静止释放一质量为m、电荷量为q的正粒子,经磁场和第一象限电场偏转后,粒子从第一象限电场右边界上的点d(图中未画出)沿x轴正向射出电场,粒子的重力不计,求:

(1)粒子在磁场中运动的半径;

(2)粒子在磁场中运动的时间;

(3)粒子射出点d的位置坐标。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)加速过程由动能定理得

匀强磁场中圆周运动的半径为r

解得:

(2)由几何关系

粒子在磁场中转过的圆心角为

圆周运动的周期

运动时间为

(3)由几何关系可知进入电铲的坐标x1

解得:

粒子在第一象限内的运动从d点反向看为类平抛运动。

水平方向

竖直方向:

水平坐标

竖直坐标

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