题目内容
如图10所示,abcd是一个正方形的盒子,
在cd边的中点有一小孔e,盒子中存在着沿ad方向
的匀强电场,场强大小为E。一粒子源不断地从a处
的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子
的初速度为v0,经电场作用后恰好从e处的小孔射出。
现撤去电场,在盒子中加一方向垂直于纸面的匀强磁
场,磁感应强度大小为B(图中未画出),粒子仍恰
好从e孔射出。(带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略)
所加磁场的方向如何?
电场强度E与磁感应强度B的比值为多大?
【小题1】向外
【小题2】
解析:
【小题1】根据粒子在电场中的偏转方向,可知粒子带正电,再根据左手定则判断,磁场方向垂直于纸面向外。
【小题2】设带电粒子的电量为q,质量为m,盒子的边长为l,粒子在电场中沿ad方向的位移为l,沿ab方向的位移为,得
,
解得匀强电场的场强为 (5分)
带电粒子在磁场中作匀速圆周运动,轨道半径为R,根据牛顿第二定律得
解得
根据如图的几何关系
解得轨道半径为
解得磁场的磁感应强度 (9分)
因此解得
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