题目内容
【题目】如图所示,在xOy平面(纸面)内,y>0空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),以大小为v、方向与y轴正方向夹角
的速度沿纸面从坐标为(0,—L)的
点进入电场中,然后从坐标为
的
点垂直x轴进入磁场区域,并通过坐标为
的
点,最后从x轴上的
点(图中未画出)射出磁场。取
,
,求:
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(1)粒子通过
点时的速度大小
和电场强度的大小E;
(2)磁场的磁感应强度大小B;
(3)粒子从
点运动到
点所用的时间
。
【答案】(1)
,
(2)
(3)![]()
【解析】
(1)粒子的运动轨迹如图所示:
![]()
粒子通过
点时 的速度大小为:
![]()
设粒子从
点运动到
点所用的时间为
,则有:
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,
其中:
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解得:
,
;
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,设轨迹圆的半径为
,则有:
![]()
根据牛顿第二定律有:
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解得:
;
(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为:
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粒子在磁场中运动的时间为:
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由(1)可得:
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又:
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解得:
。
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