如图所示,在水平面直线MN的上方有一方向与MN成30°角的斜向右下方的匀强电场,电场区域足够宽,场强大小为E.在MN下方有一半径为R的圆形区域,圆心为O,圆O与MN相切于D点,圆
◎ 题目
如图所示,在水平面直线MN的上方有一方向与MN成30°角的斜向右下方的匀强电场,电场区域足够宽,场强大小为E.在MN下方有一半径为R的圆形区域,圆心为O,圆O与MN相切于D点,圆形区域内分布有垂直纸面向里的匀强磁场.在MN上有一点C,圆心O与C点的连线和电场线平行,在OC的延长线上有一点P,P点到边界MN的垂直距离为0.5R.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从P点静止释放.已知圆形磁场的磁感应强度大小为
(1)粒子在磁场中的运动半径r; (2)粒子最终离开电场时的速度v. |
◎ 答案
解(1)设粒子从C点射电场时速度为 由动能定理 qE
∴V1=
在磁场中,qV1B=m
又由题B=
联立得r=R (2)粒子从E点进入磁场,从F点射出磁场,运动轨迹如图所示,轨迹的圆心为O1.由于r=R, 再由几何关系可知∠FO1E=90°即粒子在磁场中速度偏转了90°,射出磁场时速度方向与MN夹角为60°,与电场线方向垂直.粒子从G点垂直进入磁场,作类平抛运动, 从H点射出电场,设从G运动到H所用时间为t' 则在电场中有 |