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)
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…………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:
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…………⑤ (2分)
…………⑥ (2分)
…………⑦ (3分)
…………⑧ (2分)
联解得:
(2分)
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