题目内容
如图,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;在x轴下方存在匀强电场,场强大小为E,电场方向与xoy平面平行,且与x轴成450夹角。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出,一段时间后进入电场,进入电场时的速度方向与电场方向相反;从粒子进入电场开始经过某一段时间T0(T0未知),磁场方向变为垂直纸面向里,大小不变,结果能使粒子返回到P点(不计粒子重力)
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(1)粒子磁场中运动半径R
(2)粒子第一次经过x轴时的坐标位置
(3)从P点出发到再次回到P点的时间
(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)根据牛顿定律可知,粒子在磁场中运动的向心力由洛伦兹力提供,则
,解得
;
(2)由粒子的运动轨迹及几何关系可知,粒子第一次经过x轴时的坐标位置为![]()
(3)粒子在磁场中先做匀速圆周运动,然后进入电场中作匀减速运动,然后反向做匀加速运动,回到磁场中继续做匀速圆周运动回到P点,则在磁场中运动的时间:![]()
粒子在电场中的加速度
,在电场中运动的总时间:
,故粒子从P点出发到再次回到P点的时间为:![]()
考点:带电粒子在匀强电场及在匀强磁场中的运动.
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