题目内容
【题目】如图所示的xoy坐标系中,在第Ⅰ象限内存在沿y轴负向的匀强电场,第IV象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的P点垂直进入匀强电场,经过x轴上的Q点以速度可进入磁场,方向与x轴正向成30°。若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场,已知=3L,粒子的重力不计,电场强度E和磁感应强度B大小均未知。求
(1)OP的距离
(2)磁感应强度B的大小
(3)若在O点右侧2L处放置一平行于y轴的挡板,粒子能击中挡板并被吸收,求粒子从P点进入电场到击中挡板的时间
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
试题(1)粒子在Q点进入磁场时
粒子从P点运动到Q点时间
OP间距离
(2)粒子恰好能回到电场,即粒子在磁场中轨迹的左侧恰好与y轴相切,设半径为R
可得
(3)粒子在电场和磁场中做周期性运动,轨迹如图
一个周期运动过程中,在x轴上发生的距离为
P点到挡板的距离为22L,所以粒子能完成5个周期的运动,然后在电场中沿x轴运动2L时击中挡板。
5个周期的运动中,在电场中的时间为
磁场中运动的时间
剩余2L中的运动时间
总时间
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