题目内容

【题目】如图所示,带电粒子以某一初速度进入一垂直于纸面向里、磁感应强度为B的有界匀强磁场,粒子垂直进入磁场时的速度与水平方向成θ角,接着垂直进入电场强度大小为E,水平宽度为L、方向竖直向上的匀强电场,粒子穿出电场时速度大小变为原来的倍,已知带电粒子的质量为m、电荷量为q,重力不计。

(1)分析判断粒子的电性;

(2)求带电粒子在磁场中运动时速度v;

(3)求磁场的水平宽度d.

【答案】1)带负电 2v0 3

【解析】

(1)根据粒子在磁场中向下偏转的情况和左手定则可知,粒子带负电;

(2)由于洛伦兹力对粒子不做功,故粒子以原来的速率进入电场中,设带电粒子进入电场的初速度为v0,在电场中偏转时做类平抛运动,如图所示.由题意知粒子离开电场时的末速度大小为v,将vt分解为平行于电场方向和垂直于电场方向的两个分速度:由几何关系知

vyv0

由运动学公式:

vyat

Lv0t

根据牛顿第二定律:

a

联立解得:

v0

(3)如图所示,带电粒子在磁场中所受洛伦兹力作为向心力,设在磁场中做圆周运动的半径为R,则:

qv0Bm

由几何知识可得:

dRsinθ

联立解得:

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