题目内容

如图所示,在第二象限和第四象限的正方形区域内分别存在着匀强磁场,磁感应强度均为B,方向相反,且都垂直于xOy平面.一电子由P(-d,d)点,沿x轴正方向射入磁场区域Ⅰ.(电子质量为m,电荷量为e,sin 53°=)

(1)求电子能从第三象限射出的入射速度的范围.
(2)若电子从位置射出,求电子在磁场 Ⅰ 中运动的时间t.
(3)求第(2)问中电子离开磁场Ⅱ时的位置坐标.
(1)<v< (2) (3)
(1)电子能从第三象限射出的临界轨迹如图甲所示.电子偏转半径范围为<r<d

由evB=m得v=
故电子入射速度的范围为<v<.
(2)电子从位置射出的运动轨迹如图乙所示.设电子在磁场中运动的轨道半径为R,则R22+d2
解得R=
则∠PHM=53°
由evB=mR2解得T=
电子在磁场Ⅰ中运动的时间t=T=.
(3)如图乙所示,根据几何知识,带电粒子在射出磁场区域Ⅰ时与水平方向的夹角为53°,在磁场区域Ⅱ位置N点的横坐标为.

由△NBH′可解得NB的长度等于d,则QA=d-
由勾股定理得H′A=d,H′B=Rcos 53°=
所以电子离开磁场Ⅱ的位置坐标为.
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