题目内容
如图所示,在x>0、y>0的空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E,一粒子源源不断地发射相同的带电粒子,粒子的初速度恒定,并从y轴上的a处沿x轴正方向射入匀强电场中,粒子经电场作用后恰好从x轴上的b处射出,已知oa=2ob=L.若撤去电场,在此区域加一方向垂直于xoy平面的匀强磁场,磁感强度大小为B,其他条件不变,粒子仍恰好从b处射出,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用.![]()
(1)求带电粒子的比荷
.
(2)带电粒子在电场中的运动时间t1与带电粒子在磁场中的运动时间t2之比是多大?
解:(1)设粒子的初速度为v0,空间存在电场时,粒子进入电场后做类平抛运动,设粒子在场区运动的时间为t1,沿x方向上有L/2=v0t1
沿y方向上有L=
qE
/m
联立可解得:
=qEL ①
若改加磁场,粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设圆周半径为R,由几何关系知:
(L-R)2+(L/2)2=R2,解得R=
又因洛伦兹力提供向心力,
所以有qv0B=m
/R
联立可解得:8mv0=5qBL ②
由①②两式,消去v0得:
q/m=8E/(25B
(2)由几何关系,带电粒子在磁场中圆轨迹所对应的圆心角为θ=127°
因T=
所以粒子在磁场区运动的时间t2=
而t1=
解得
≈0.36
练习册系列答案
相关题目