题目内容
【题目】如图所示,在坐标系xOy的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E,第三象限内存在匀强磁场I,y轴右侧区域内存在匀强磁场Ⅱ,I、Ⅱ磁场的方向均垂直于纸面向里,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子自P(-l,1)点由静止释放,沿垂直于x轴的方向进入磁场I,接着以垂直于y轴的方向进入磁场Ⅱ,不计粒子的重力。
(1)求磁场I的磁感应强度B1;
(2)若磁场Ⅱ的磁感应强度B2=3B1,求粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间内平均速度的大小。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)设粒子垂直于x轴进入Ⅰ时的速度为v,由运动学公式:2al=v2
由牛顿第二定律:Eq=ma
由题意知,粒子在Ⅰ中做圆周运动的半径为l,由牛顿第二定律有:qvB=m
得:B=
(2)粒子运动的轨迹如图所示,设粒子在Ⅰ中运动的半径为r1,周期为T1,在磁场Ⅱ中运动的半径为r2,周期为T2,
r1=l
3qvB=m
得:r2=
T2=
粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间t=T1+T2
粒子第一次经过y轴到第六次经过y轴时间内的位移s=6r2
平均速度得:,方向沿y轴负方向;
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