题目内容
【题目】如图所示,在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场,y轴右侧区域I内存在垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小为,区域II内有垂直纸面向外的匀强磁场,区域I、区域II的宽度均为,高度分别为EF=2L,和DE= ,质量也为m、电荷量为q的带正电的粒子从坐标为(-2L,-2L)的A点以速度,沿x轴正方向射出,恰好经过坐标为(0,-L)的C点射入区域I,粒子重力忽略不计,求:
(1)匀强电场的电场强度大小E;
(2)要使粒子从区域II的右边界DE离开磁场,可在区域II内加垂直于纸面向外的匀强磁场,试确定磁感应强度B的大小范围;
(3)若粒子恰能从II区右边界DE间离x轴最远的点射出,求粒子在磁场中运动的时间。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,有, , ,
(2)设带电粒子经C典时的竖直分速度为,速度为v, ,解得
可知方向与y轴正向成45°斜向上,粒子进入区域I做匀速圆周运动,
由
解得:
根据几何关系可知,带电粒子从区域II的上边界离开磁场的半径满足
由,
解得
(3)粒子在区域I磁场中转过的圆心角为,
粒子在区域I区域运动的时间为
粒子在II区域运动的最大半径为r,
转过的圆心角为β,由几何关系可知
粒子在区域II区域运动的时间为
粒子在磁场中运动的时间
练习册系列答案
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