题目内容
【题目】如图所示,在xOy平面内,第一象限内有匀强电场,匀强电场电场强度大小为E,方向沿y轴正方向,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.有一个质量为m、电荷量为e的电子(不计重力),从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场,经电场偏转后沿着与x轴正方向成45°的方向进入磁场,并能返回到出发点P.
(1)作出电子运动轨迹的示意图,并说明电子的运动情况;
(2)P点到O点的竖直距离为多少?
(3)电子从P点出发经多长时间第一次返回P点.
【答案】(1);运动性质见解析(2)(3)
【解析】(1)电子的运动轨迹如图所示,电子进入电场,从P到A做匀变速曲线运动(类平抛运动),之后进入磁场,从A经C再到D,做匀速圆周运动,最后离开磁场,从D到P做匀速直线运动.
(2)电子经过A点的速度大小为;
电子从P到A,由动能定理,所以;
(3)电子从P到A,所用时间;
电子从A到C再到D,圆弧所对圆心角为270°,所用时间;
电子从D到P,所用时间,
电子第一次回到P点的时间.
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