题目内容

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场的圆心在M(L,0),磁场方向垂直于坐标平面向外。一个质量m电荷量q的带正电的粒子从第三象限中的Q(-2L,-L)点以速度V0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场。不计粒子重力,求:

(1)电场强度E;

(2)从P点射出时速度vp的大小;

(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】试题分析:粒子在电场中做类平抛运动,在磁场中做平抛运动,运动轨迹如图所示;

(1)粒子在电场中做类平抛运动,轴方向:,方向:,

解得,电场强度:;

(2)设粒子到达坐标原点时竖直分速度为,粒子在电场中做类似平抛运动,

方向:,方向:,联立得:,粒子进入磁场时的速度:,离子进入磁场做匀速圆周运动,粒子速度大小不变,则:。

(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期:,

粒子在磁场中的运动时间:,

粒子在磁场与电场中运动时间之比:;

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