题目内容
【题目】如图所示,平面直角坐标系xoy的y轴左侧有沿y轴正向的匀强电场,y轴为电场的右边界,电场宽度为d。y轴右侧有垂直平面向外的匀强磁场,y轴为磁场的左边界。在x轴上的P(-d,0)点有一粒子发射器,以相同速度v0沿x轴正向先后射出甲、乙两个带正电的粒子。已知甲粒子比荷,场强大小为,甲、乙两粒子在电场中的加速度大小之比为3:1,磁感应强度大小为 ,不计粒子间的相互影响,不计粒子重力。求:
(1) 乙粒子第一次在电场中的侧移距离;
(2) 甲粒子在磁场中运动的时间;
(3)乙粒子第一次过x轴时的坐标。
【答案】(1) (2) (3)坐标为(,0)
【解析】
(1)甲、乙粒子沿x轴以v0匀速运动,则甲、乙粒子在电场中的运动时间
由牛顿第二定律,甲粒子加速度为
侧移
依题意,乙粒子在电场中的加速度
则
(2) 电场中,甲粒子
,得,
磁场中,甲粒子偏转轨迹如图。
甲粒子在磁场轴运动时间为:
(3)电场中,乙粒子
,得,
由可得
磁场中,由
有,偏转轨迹如图。
偏转圆圆心在x轴上。则乙粒子第一次过x轴时
故坐标为(,0)
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