题目内容

【题目】如图所示,在平面直角坐标系xoy的一、二象限内,分别存在以虚线OM为边界的匀强电场和匀强磁场。匀强电场方向沿y轴负方向,匀强磁场方向垂直于xoy平面向里,虚线OM与x轴负方向成45°角。一质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标原点O处以速度v0沿x轴正方向运动,粒子每次到x轴将反弹,每次反弹水平分速度不变、竖直分速度大小均减为反弹前的倍、方向相反。电场强度大小为,磁感应强度大小为,求:(不计粒子重力,题中各物理量单位均为国际单位,计算结果可用分式表示)

(1)带电粒子第一次离开磁场的位置坐标;

(2)带电粒子从开始运动到最后一次离开磁场所需时间;

【答案】(1)(-d,d) (2)

【解析】

(1)设磁场强度大小为B,粒子第一次进入磁场,根据左手定则和已知条件可知,粒子做的圆周运动后经过 OM,粒子在磁场中做圆周运动有

可得 r=

由此可知,粒子第一次离开磁场的位置坐标为(-d,d)

(2) 粒子第一次进入电场后加速运动到x轴,设速度为v1,有:

可得:v1=

而粒子第一次与x轴碰撞后,反弹速度为 ,

设粒子能再次进入磁场,切第二次进入速度为v2,

则有,

可得:v2=

由此可知,先后两次进入磁场,进一步经分析判断可知,粒子再次进入磁场后,做的圆周运动,其速度大小变化但周期不变,之后一直在电场中运动

故带电粒子在磁场中运动的时间为:

两次经过磁场的之间在电场中运动的时间为:

因此一共需要的时间

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网