题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系 xOy 内,第二、三象限内存在沿 y 轴正方向的匀强电场,第一、四象限内存在半径为 L 的圆形匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向外。 一个比荷(荷质比)为 K 的带正电的粒子从第三象限中的 Q(-2L,-L)点以速度 v0 沿 x 轴正方向射出,恰好从坐标原点 O 进入磁场,从 P(2L,0)点射出磁场。不计粒子重力,求:
(1)电场强度 E;
(2)从P点射出时速度的大小;
(3)粒子在磁场与电场中运动时间。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,
加速度:
a==EK
在电场中运动的时间:
t1=
沿y轴正方向,则有:
=L
即:
则:
E=
(2)带电粒子刚进入磁场时,沿y轴正方向的分速度:
vy=at1=EK·
则带电粒子进入磁场时的速度:
v=
由于在磁场中洛仑兹力不改变带电粒子速度大小,则:
vP=v=
(3)由图可知,设带电粒子进入磁场时速度v与x轴正方向夹角α,则满足:
tanα==1
得:
α=45°
则偏转圆的圆心角:
由几何关系可知,偏转半径:
R=
则粒子在磁场中运动时间:
粒子在磁场与电场中运动时间:
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