题目内容

在直角坐标xoy内,在第1象限的区域Ⅰ内存在垂直于纸面向外宽度为d的匀强磁场,区域Ⅱ内存在垂直于直面向里宽度为的匀强磁场;在第三象限存在沿Y轴正向的匀强电场,一质量为带电量为的带电粒子从电场中的坐标为(-2h,-h)点以速度水平向右射出,经过原点O处射入区域Ⅰ后垂直MN射入区域Ⅱ,(粒子的重力忽略不计)求:

(1)区域Ⅰ内磁感应强度的大小;

(2)若区域Ⅱ内磁感应强度的大小是的整数倍,当粒子再次回到MN时坐标可能值为多少?

 

【答案】

(1)   (7分)

(2)[]   ()

【解析】(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动设到达原点是竖直方向速度为,可得:

          (1分)     

     (1分)

可得:由运动的合成可得:方向与轴正向成,粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,有几何知识可得:      (2分)

由洛伦兹力充当向心力:    (2分)

可解得:    (1分)

(2)当带电粒子进入区域Ⅱ做匀速圆周与PG边相切时磁感应强度为, 由几何知识可得此时:      (2分)

由洛伦兹力充当向心:     (1分)

求得:时粒子将穿过PG不能回到MN,要使粒子重新回到MN需满足,由的大小是的整数倍所以:  (2分)

结合几何知识有再次回到MN时纵向坐标为:   (2分)

    (1分)

所以坐标为:[]   ()  (1分)

 

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