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:

(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:

,

其中:

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:

解得:

;

(3)粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为:

粒子在磁场中运动的时间为:

由(1)可得:

又:

解得:

。

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