题目内容

在x>0的空间中,存在沿x轴方向的匀强电场,电场强度E=10N/C;  在x<O的空间中,存在垂直xoy平面方向的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.一带负电的粒子(比荷q/m=160C/kg),在x=0.06m处的d点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力,求:

 

1.带电粒子开始运动后第一次通过y轴时距O点的距离.

2.带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场.

3.带电粒子运动的周期.

 

【答案】

 

1.  y1=0.069(m)

2.

3.

【解析】(1)对于粒子在电场中的运动:  

         (2分)

第—次通过y轴的交点到O点的距离为yl=v0t    (2分)

将数据代入解得    y1=0.069(m)        (2分)

(2)x方向的速度    (2分)

 设进入磁场时速度与y轴的方向为,    (2分)

所以在磁场中作圆周运动所对应的圆心角为   (2分)

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期为    (1分)

带电粒子在磁场中运动的时间    (1分)

从开始至第一次到达y轴的时间        (2分)

从磁场再次回到电场中的过程(未进入第二周期)是第一次离开电场时的逆运动

根据对称性,t3=t1  因此粒子的运动周期为

    (2分)ks5

 

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