题目内容
如图所示,在空间区域Ⅰ存在垂直纸面向里的磁感应强度为B=10T的匀强磁场,其边界为MN、PQ,其中PQ边界位置可以左右调节。在PQ右边空间区域Ⅱ存在水平向右的匀强电场,其范围足够宽。在左边界的A点处有一个质量为m=1.0×10-12kg、带电量大小为q=1.0×10-13C的负电粒子,以速度V0=3m/s沿着与左边界成60°的方向射入磁场,粒子重力不计,求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径
(2)若带电粒子从边界PQ飞出磁场,进入电场,经过一段时间,运动到电场中的C点,速度刚好减为零。求满足此种运动情况的磁场宽度以及粒子从A点到C点的时间;
(3)调节磁场与电场分界线PQ的位置,使粒子在磁场中运动的时间为,恰好到达边界PQ时撤去磁场,同时将电场反向,粒子进入电场,经过一段时间到达D点,此时粒子速度方向与进入磁场时A点处的速度方向垂直,求粒子磁场中做圆周运动的圆心O点到D点的距离S。(结论可保留成根号形式)
(1) ……2分
r=3m………………2分
(2)粒子飞出边界PQ时速度与PQ垂直π
d=rsin30o=1.5m ………………1分
(s) ………………1分
………………1分
…………1分
(3) ,
故圆心角θ=120o………………1分
粒子飞出时,速度沿PQ边界

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