题目内容
【题目】如图所示,在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场,在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等.有一个带正电的带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中,并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场,又恰好垂直进入第Ⅳ象限的磁场.已知OP之间的距离为d,则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时,在电场和磁场中运动的总时间为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
设进入磁场的Q点的纵坐标为h,到达Q点的水平分速度为vx,则由类平抛运动的规律可知:
h=v0t
d=
tan45=
得h=2d,
粒子在磁场中的运动轨迹如图所示,
设粒子在磁场中运动的半径为R,周期为T.
则由几何关系可知:R=2d
带电粒子进入磁场时的速度大小为v=v0
则粒子在磁场中运动的周期为T=
设粒子在电场中的运动时间为t1
t1=2d/v0
设粒子在磁场中的运动时间为t2
t2=T+=
则总时间为t=t1+t2═+=
故选:D
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