题目内容
【题目】如图所示,y轴右侧区域存在匀强磁场,第一象限内磁场垂直纸面向外、第四象限内磁场垂直纸面向里,且第四象限磁场磁感应强度是第一象限的2倍;y轴左侧区域存在沿y轴负方向的匀强电场。第一象限内距离y轴L处,垂直x轴放置感应屏。电荷量为q、质量为m的粒子,从
点以初速度
沿x轴正方向射出,从O点进入磁场,一段时间后粒子垂直击中感应屏,粒子重力不计,求:
(1)匀强电场的电场强度大小;
(2)第一象限磁场磁感应强度的最小值;
(3)粒子击中感应屏时纵坐标的可能值。
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【答案】(1)
;(2)
;(3)
(n=0,1,2…)
【解析】
(1)粒子在电场中做类平抛运动,x方向
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y方向
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联立解得
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(2)设粒子到达O点时速度大小为v,方向与x轴正方向夹角为θ
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粒子由第四象限进入第一象限时速度大小为v,方向与x轴正方向夹角也为θ,由牛顿第二定律
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可知:B越小R越大,设粒子在第四象限内做圆周运动半径为
,在第一象限内做圆周运动半径为
,则
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粒子垂直击中感应屏应满足
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解得
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(3)粒子多次经过x轴最终垂直击中感应屏应满足
(n=0,1,2…)
则粒子击中感应屏时纵坐标
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解得
(n=0,1,2…)
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