题目内容
【题目】如图,直角坐标系xOy的II、III象限存在方向沿a轴正方向的匀强电场、场强大小为E;I、IV象限存在一个圆心在O1(b,0)且与y轴相切于O点的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于坐标平面。从x轴上P(-a,0)点由静止释放一个质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,粒子穿出磁场的位置为Q。已知
=
,粒子重力不计、大小可忽略。求:
(1)磁场的磁感应强度大小和方向;
(2)粒子在磁场中运动的时间。
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【答案】(1)
,方向垂直于xOy坐标平面向里;(2)![]()
【解析】
(1)粒子在电场中沿x轴做匀加速直线运动,设粒子到达O点的速度为v,由动能定理有
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解得
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在磁场中,粒子做匀速圆周运动,轨迹如答图3,设轨道半径为r
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由几何关系有
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得
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由牛顿第二定律有
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解得
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由左手定则可知,磁场方向垂直于xOy坐标平面向里。
(2)粒子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角
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又
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运动时间
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联立解得
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