题目内容
【题目】在平面坐标系内,在第1象限内有沿y轴负方向的匀强电场,在第III、IV象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场。在y轴上y=l处沿正x方向发射一比荷为、速度为v0的带正电粒子,从x=2l的M点离开电场,经磁场后再次到达x轴时刚好从坐标原点O处经过。不计粒子重力。求:
(1)匀强电场的场强E和匀强磁场的磁感应强度B的大小:
(2)粒子从A运动到O经历的时间;
(3)若让该粒子从y上y>0的任意位置P处沿正x方向发射(发射速度v0不变),求它第二次通x轴时的横坐标。
【答案】(1) (2) (3)从坐标原点经过
【解析】(1)由于粒子在电场中做类平抛运动,设经历的时间为,则:
,① , ②
整理得: ③
设离开电场时的速度大小为v,与x轴的夹角为,
则:
, ④
⑤
设立子在磁场中做圆周运动的半径为R,则:
,⑥
, ⑦
整理得: ⑧
(2)由(1)知, ⑨
所以 ⑩
, ⑾
整理得: ⑿
(3)设粒子从纵坐标为y处发射,第一次经x轴时横坐标为x1,速度v与x轴夹角为,则由①②④得: ⒀ ⒁
, ⒂
设该粒子在磁场中运动的半径为r,则第二次经x轴的横坐标:
, ⒃
由 ⑦⑧⒁得: ⒄
整理得: ⒅
即粒子第二次经x轴时,从坐标原点经过。
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