如图所示,在xoy平面内,第I象限中有匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴正方向,在x轴的下方有匀强磁场,磁感强度大小为B,方向垂直于纸面向里,今有一个质量为m,电荷量为e的
◎ 题目
如图所示,在xoy平面内,第I象限中有匀强电场,场强大小为E,方向沿y轴正方向,在x轴的下方有匀强磁场,磁感强度大小为B,方向垂直于纸面向里,今有一个质量为m,电荷量为e的电子(不计重力),从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场.经电场偏转后,沿着与x轴正方向成45°进入磁场,并能返回到原出发点P.求: (1)作出电子运动轨迹的示意图,并说明电子的运动情况. (2)P点离坐标原点的距离h. (3)电子从P点出发经多长时间第一次返回P点? |
◎ 答案
(1)电子运动的轨迹示意图如右图所示,电子进入电场从P到A,做类平抛运动(或匀变速曲线运动);进入磁场从A到C再到D,做匀速圆周运动;离开磁场从D到P,做匀速直线运动. (2)电子经过A点的速度大小:v=
电子从P到A过程,由动能定理得:eEh=
解得,h=
(3)电子从P到A的过程,加速度为 a=
从A到C再到D,由洛仑兹力提供向心力, 则有 Bev=m
周期为 T=
由几何知识得:电子在磁场中运动过程速度的偏向角为270° 则电子在磁场中运动的时间为 t2=
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