题目内容

如图所示,在MNPQ之间存在着磁感应强度为B=2×10-3T的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向内。在PQCD之间存在着电场强度为E=40V/m的匀强电场,电场方向水平向左,宽度为L=0.2m。一质量为m=6.4×10-27kg,电荷量为q=-3.2×10-19C的带电粒子,从O1点以速度垂直MN射入磁场,方向与水平直线O1O2的夹角为30°,且O1O2=0.2m。之后又垂直PQ进入电场区域,最后从边界CD穿出。求:

(1)粒子的初速度;  

(2)粒子飞出电场时的动能Ek为多少电子伏特;

(3)粒子运动的总时间t。

(1)据几何关系易得:R=0.4m                               (2分)

qvB=mv2/r   得V=4×104m/s                              (3分)

(2)-qEL=Ek-1/2mV2   得:Ek=2.56×10-18J =16eV          (4分)

(3)易得T=6.28×10-5S,t1=1/12T=0.52×10-5S 粒子在电场中作匀减速直线运动,

t2=0.59×10-5S    所以t=1.11S     (5分)

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