题目内容
如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=60°,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OQ=2OC,不计粒子的重力,求:
( l )粒子从P运动到Q所用的时间 t.
( 2 )电场强度 E 的大小.
( 3 )粒子到达Q点时的动能EkQ.
( l )粒子从P运动到Q所用的时间 t.
( 2 )电场强度 E 的大小.
( 3 )粒子到达Q点时的动能EkQ.
(1)画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧
(O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心):∠PO1C=120°
设粒子在磁场中圆周运动的半径为r,
qv0B=m
| v02 |
| r |
| mv0 |
| qB |
r+rcos 60°=OC=x
所以 OC=x=
| 3 |
| 2 |
粒子在磁场中圆周运动的时间t1=
| 1 |
| 3 |
| 2 |
| 3 |
| π m |
| qB |
粒子在电场中类平抛运动
OQ=2x=3r
t2=
| 2x |
| v0 |
| 3r |
| v0 |
| 3m |
| qB |
粒子从P运动到Q所用的时间t=t1+t2=(3+
| 2 |
| 3 |
| m |
| qB |
(2)粒子在电场中类平抛运动x=
| 1 |
| 2 |
| t | 22 |
| 1 |
| 2 |
| qE |
| m |
| t | 22 |
解得E=
| 1 |
| 3 |
(3)由动能定理EKQ-
| 1 |
| 2 |
| v | 20 |
解得粒子到达Q点时的动能为EKQ=mv02
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