题目内容

如图所示,xOy平面内半径为R的圆O'与y轴相切于原  点O。在该圆区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的  匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的粒子(不计重力)从O点沿x轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,

经T0时间从P点射出。若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经时间恰从圆形区域的边界射出。求电场强度的大小和粒子离开电场时速度的大小;

(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,且速度为原来的2倍,求粒子在磁场中运动的时间。

                            

 解:(1)设电场强度为E,磁感强度为B;初速度为v。同时存在电场和磁场时,带电粒子做匀速直线运动有:

   解得                  (1分)

    撤去磁场,只存在电场时,粒子做类平抛运动,有:

                                  (1分)   

                     (1分)

由以上式子可知x=y=R,粒子从图中的M点离开电场

解得:                         (1分)

又:               (1分)

则粒子离开电场时的速度     (1分)

(2)同时存在电场和磁场时,带电粒子做匀速直线运动有:

                             (1分)

    只存在磁场时,粒子做匀速圆周运动,设半径为r。

                        (1分)

    由以上式子可求得,可知粒子在磁场中运动圆周                (2分)

所以,粒子在磁场中运动的时间                       (2分)

[或   (1分)         (1分)]

 


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