题目内容
如图所示,在第一象限有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,一质量为m,电量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以速度v射入磁场.测得它通过通过x轴的C点与点O的距离为L(不计重力,).
求(1)磁场的磁感应强度及粒子在磁场做圆周运动运动的周期
(2)若其它条件不变,粒子从O点出发,运动了t=
时加上某一方向的匀强电场后粒子做匀速直线运动,求电场强度的大小和方向及粒子与x轴的交点位置.
求(1)磁场的磁感应强度及粒子在磁场做圆周运动运动的周期
(2)若其它条件不变,粒子从O点出发,运动了t=
| 3πL |
| 8v |
(1)粒子在电磁场的轨迹如图,设轨道半径R,由几何关系有:
R=
粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力作为向心力可得:
qvB=m
,
解得B=
=
,
粒子在磁场圆周运动周期为:
T=
=
,
(2)由在磁场中运动的时间t=
=
所以粒子速度方向改变θ=135°时加上电场后做直线运动,轨迹如图所示,

由 qE=qvB,
得 E=vB=
,
方向为斜向上与水平成45°,
在x轴的交点与O点距离 x=R+
R=(1+
)
,
答:(1)磁场的磁感应强度为
,粒子在磁场做圆周运动的周期为
;
(2)电场强度的大小
,方向为斜向上与水平成450 ,在x轴的交点与O点距离为
.
R=
| L |
| 2 |
粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力作为向心力可得:
qvB=m
| ||
| R |
解得B=
| mv |
| qR |
| 2mv |
| qL |
粒子在磁场圆周运动周期为:
T=
| 2πR |
| v |
| πL |
| v |
(2)由在磁场中运动的时间t=
| 3πL |
| 8v |
| 3T |
| 8 |
所以粒子速度方向改变θ=135°时加上电场后做直线运动,轨迹如图所示,
由 qE=qvB,
得 E=vB=
| 2mv2 |
| qL |
方向为斜向上与水平成45°,
在x轴的交点与O点距离 x=R+
| 2 |
| 2 |
| L |
| 2 |
答:(1)磁场的磁感应强度为
| 2mV |
| qL |
| πL |
| V |
(2)电场强度的大小
| 2mv2 |
| qL |
(1+
| ||
| 2 |
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