题目内容
如图所示,在xoy直角坐标平面内,第I象限匀强电场沿y轴正方向,第IV象限匀强磁场垂直坐标平面向里.质量为m、电量为q的负电粒子,从y轴上的M点(OM=h)以速度v0垂直y轴射入电场,经x轴上的N点(ON=2h)射出电场,进入磁场,最后从y轴上P点(P点未标出)垂直y轴方向射出磁场,不计粒子的重力.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小.
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(共18分)解:(1)(8分)
粒子轨迹如图所示,设粒子在电场中作类平抛运动的时间为t1,y轴方向的加速度为a,则:
在x轴方向:
(2分)
在y轴方向:
(2分)
(2分)
联立上式解得 ![]()
(2分)
(2)设粒子进入磁场时速度为v
在x轴方向:
(1分)
在y轴方向:
(1分)
解得
(1分)
设v与x轴的夹角为β,则
(1分)
故
粒子在磁场中做匀速圆周运动,由于粒子射出磁场时速度与y轴垂直,故圆心在y轴上。设圆周的半径为r。 (1分)
由图中几何关系得
(1分)
在磁场中粒子做圆周运动,向心力由洛仑兹力提供:
(2分)
联立上式解得:
(1分)
(1分)