题目内容
【题目】如图所示,在xOy平面上,直线OM与x轴正方向夹角为
,直线OM左侧存在平行y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向
直线OM右侧存在垂直xOy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场
一带电量为q,质量为m带正电的粒子
忽略重力
从原点O沿x轴正方向以速度
射入磁场
此后,粒子穿过磁场与电场的边界三次,恰好从电场中回到原点
粒子通过边界时,其运动不受边界的影响
求:
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粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径和周期;
匀强电场的强度;
粒子从O点射出至回到O点的时间.
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
(1)根据牛顿第二定律列方程求半径,根据
求出周期;
(2)粒子第二次进入电场后做类平抛运动,根据平抛运动规律列方程求解;
(3)粒子从O点射出至回到O点的时间为四个阶段运动的时间之和.
(1)带电粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:
,
,得:
;
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粒子第二次进入电场后做类平抛运动
,
,
,
解得
;
粒子在磁场中时间
,
粒子在电场中做直线运动的时间
;
粒子在电场中做类平抛运动的时间
;
粒子从O点射出到回到O点的时间
;
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