题目内容
如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,y<0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时,恰好到达C点;当电子第二次穿越x轴时,恰好到达坐标原点;当电子第三次穿越x轴时,恰好到达D点。C、D两点均未在图中标出。已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求:![]()
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)电子从A运动到D经历的时间t。
解:电子的运动轨迹如下图所示
![]()
(1)电子在电场中做类平抛运动
设电子从A到C的时间为t1
2d=v0t1
d=
at12
a=![]()
求出E=
.
(2)设电子进入磁场时速度为v,v与x轴的夹角为θ,则
tanθ=
=1,即θ=45°
求出v=
v0
电子进入磁场后做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
evB=m![]()
由图可知r=2d
求出B=
.
(3)由抛物线的对称关系,电子在电场中运动的时间为3t1=![]()
电子在磁场中运动的时间t2=![]()
电子从A运动到D的时间t=3t1+t2=
.
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