题目内容
如图所示的直角坐标系中,在y≥0的区域有一垂直于xOy平面的匀强磁场,在第四象限内有一平行于x轴方向的匀强电场.现使一个质量为m,电量为+q的带电粒子,从坐标原点O以速度v0沿y轴正方向射入匀强磁场,带电粒子从P(x,0)点射出磁场又从Q(0,-y)点射出匀强电场,射出电场时粒子速度跟y轴夹角1200.(不计粒子重力)。试求:(1)带电粒子从O点射入磁场,到达P(x,0)点经历的时间.
(2)匀强电场的场强和匀强磁场磁感应强度大小的比值.
解(1)带电粒子从原点射出进入匀强磁场,在垂直于磁场的xoy平面内做匀速圆周运动,由左手定则判断磁场方向垂直于xoy平面指向纸外.从粒子进入电场受电场力作用而速度偏离分析判断:电场强度方向是平行于x轴,沿x轴负方向.OP距离是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹直径,从O到P经历半个周期,即:
①
②解出:
③
④(2)带电粒子以v(大小等于v0的大小)垂直射入匀强电场,受电场力作用而做曲线运动(相当于类平抛运动轨迹).设匀强电场的场强大小为E,粒子射入电场的速度为v’
⑤
⑥vy=v ⑦
⑧射出电场时v’与y轴夹角1200,即与-y夹角600
⑨由⑤⑥⑦⑧解出:
⑩或者:由
⑨
⑥vy=v ⑦
,又
,
或者
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