题目内容
【题目】如图所示,xoy平面内存在一边长为L的正方形区域abcd,ad边与y轴重合,O为ad的中点。在该区域存在着沿y轴正方向的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场。一个带正电的粒子(不计重力)从原点O沿x轴正方向进入场区,恰好做匀速直线运动,且穿过场区的时间为。若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过场区的时间为,求:
(1)磁场的方向以及在撤去磁场.只保留电场的条件下,带电粒子从场中射出点P的坐标;
(2)若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变,该带电粒子穿过场区的时间。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)电场力与洛伦兹力平衡,由左手定则可知,磁场方向垂直于纸面向外
撤去磁场后,带电粒子在电场力作用下做类平抛运动
由, ,
解得:x=L/2;
故P点的坐标为;
(2)
在只存在电场的条件下,有: , ,
解得:
在只存在磁场的条件下,带电粒子在电场中做匀速圆周运动,
轨道半径
表明带电粒子将从图中d点飞出磁场,带电粒子做匀速圆周运动的周期:
粒子在磁场中运动时间
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