题目内容
【题目】如图所示,x轴上方有一匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于纸面向里,大小为B,x轴下方有一匀强电场,电场强度的大小为E,方向与y轴的夹角θ为450且斜向上方.现有一质量为m电量为q的正离子,以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场,该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点进入电场区域,该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为450.不计离子的重力,设磁场区域和电场区域足够大.求:
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(1)C点的坐标;
(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间;
【答案】(1)
(2)![]()
【解析】(1)磁场中带电粒子在洛仑兹力作用下做圆周运动,故有
, ![]()
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粒子运动轨迹如图所示,由几何知识知, ![]()
故,C点坐标为![]()
(2)设粒子从A到C的时间为t1,由题意知: ![]()
设粒子从进入电场到返回C的时间为t2,其在电场中做匀变速运动,有![]()
联立⑥⑦解得![]()
设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为
,由题意知![]()
故而,设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为![]()
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