如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的,且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场,在电场

◎ 题目

如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的,且宽度相等均为 d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从 O 点以速度 v0 沿垂直电场方向进入电场,在电场力的作用下发生偏转,从 A 点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:
(l)粒子从 C 点穿出磁场时的速度v;
(2)电场强度 E 和磁感应强度 B 的比值 E/B;
(3)粒子在电、磁场中运动的总时间.
魔方格

◎ 答案

(1)粒子在电场中偏转做类平抛运动:
在垂直电场方向:vx=v0,x=v0t?t=
d
v0
    ①
平行电场方向:vy=at,y=
1
2
at2
=
vy
2
t
     ②
由①②得到:
d
2
=
vy
2
×
d
v0

即vy=v0
∴粒子进入磁场时的速度v=

v2x
+
v2y
=

2
v0

因为粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,所以粒子穿出磁场时的速度v=

2
v0
,方向与v0方向一致.
(2)在电场中运动时vy=at=
qE
m
t=
qE
m
?
d
v0

E=
m
v20
qd

魔方格
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