题目内容


如图所示,xOy平面内的圆O′与y轴相切于坐标原点O。在该圆形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场。一个带电粒子(不计重力)从原点O沿x轴进入场区,恰好做匀速直线运动,穿过圆形区域的时间为T0。若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过圆形区域的时间为;若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变,求该带电粒子穿过圆形区域的时间。


解:设粒子进入圆形区域时的速度为v,电场强度为E,磁感应强度为B

当电场、磁场同时存在时,由题意有:

                    …………①      (2分)

                  …………②      (2分)

当只撤去磁场时,粒子在电场中做类平抛运动,轨迹如图所示,有:

x方向,匀速直线运动:

                   …………③      (2分)

y方向,匀加速直线运动:

              …………④      (3分)

当只撤去电场时,粒子在磁场中做匀速圆周运动,轨迹如图所示,设半径为r,圆心为P,转过的角度为θ,则有:

                …………⑤      (2分)

                   …………⑥      (2分)

                  …………⑦      (3分)

                        …………⑧      (2分)

联解得:                               (2分)


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