题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在第三象限内存在着沿x轴正方向的匀强电场,在y轴的右侧存在着另一个匀强磁场,方向也垂直纸面向里。质量为m、带电量为q的粒子以一定初速度由坐标为(0,h)的P点沿x轴负方向进入磁场,并沿着y轴负方向垂直进入匀强电场,然后经过y轴上坐标为(0,-2h)的Q点进入y轴右侧的磁场,最后回到P点。不计粒子重力,求:
(1)电场强度E;
(2)粒子从P点出发到再次回到P点所用的时间。
【答案】(1)(2)
【解析】
(1)由题意知粒子在第二象限做圆周运动,半径为h,则有
粒子在第三象限做类平抛运动
qE=ma
联立解得
,
(2)粒子在第二象限运动时
,
运动时间
粒子在第三象限运动的时间为
粒子离开第三象限时,
速度偏向角为,
,可知
粒子在y轴右侧运动时半径为r,由几何关系知
解得
运动的时间
粒子运动的总时间
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