题目内容
【题目】如图所示,半径为的虚线圆所围的区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场和另一场强大小为,方向未知的匀强电场(未画)。一带负电的粒子从A点沿直径AO方向以大小不同的速度射入该区域。已知粒子的质量为,电荷量为,不计重力。
(1)若粒子沿OA方向做直线运动,求粒子入射速度的大小及电场的方向。
(2)若撤掉电场,粒子以另一速度仍从A点沿OA方向射入磁场,经过磁场区域后其运动方向与入射方向的夹角为60o,求粒子入射速度的大小和在磁场中运动的时间。
【答案】(1)匀强电场的方向垂直OA向下(2)
【解析】(1)对带电粒子进行受力分析,由平衡条件列式,有
则:
匀强电场的方向垂直OA向下
(2)由几何关系可知,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径
根据牛顿第二定律得:
则
根据圆周运动的规律,
得:
由于粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角,那么运动的时间
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