题目内容

如图所示,在直角坐标系xoy的第一、四象限中的区域内存在有界的匀强磁场,方向垂直纸面向外;在第三象限存在沿y轴正向的匀强电场。一质量为带电量为的带电粒子从电场中坐标为(-2L,-L)的点以速度v0沿+x方向射出,恰好经过坐标原点O处后射入磁场区域,最后带电粒子能再次回到坐标原点O(粒子的重力忽略不计)。求

(1)第三象限匀强电场场强E的大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)带电粒子两次经过坐标原点O的时间间隔为多少。

 


(1)沿轴方向

                        ①     

沿轴方向

                       ②

根据牛顿第二定律

                         ③

由①②③式得

(2)轴方向的速度

                          ④

速度和轴方向的夹角

                       ⑤

粒子速度

               ⑥

洛伦兹力充当向心力,由牛顿第二定律

                      ⑦

由几何关系有

                        ⑧

由④⑤⑥⑦⑧式得

                                                     

(3)从到射入磁场

                        ⑨

在磁场中运动的时间

                       ⑩

粒子在磁场中运动的周期

                      

带电粒子两次经过坐标原点O的时间间隔

                     

由⑨⑩式得

评分标准:①②③式各1分,结果2分;④⑤⑥式各1分,⑦⑧式各2分,结果1分;⑨⑩式各1分,结果1分;共计18分。

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