如图所示,在xOy坐标系中,第一象限存在一与xOy平面平行的匀强电场,在第二象限存在垂直于纸面的匀强磁场.在y轴上的P点有一静止的带正电的粒子,某时刻,粒子在很短时间内(可

◎ 题目

如图所示,在xOy坐标系中,第一象限存在一与xOy平面平行的匀强电场,在第二象限存在垂直于纸面的匀强磁场.在y轴上的P点有一静止的带正电的粒子,某时刻,粒子在很短时间内(可忽略不计)分裂成三个带正电的粒子1、2和3,它们所带的电荷量分别为q1、q2和q3,质量分别为m1、m2和m3,且q1:q2:q3=1:1:2,m1+m2=m3.带电粒子1和2沿x轴负方向进人磁场区域,带电粒子3沿x轴正方向进入电场区域.经过一段时间三个带电粒子同时射出场区,其中粒子1、3射出场区的方向垂直于x轴,粒子2射出场区的方向与x轴负方向的夹角为60°.忽略重力和粒子间的相互作用.求:
(1)三个粒子的质量之比;
(2)三个粒子进入场区时的速度大小之比;
(3)三个粒子射出场区时在x轴上的位移大小之比.
魔方格

◎ 答案

(1)设粒子1、2在磁场中做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2.则有
T1=
r1
v1
=
m1
Bq1

T2=
r2
v2
=
m2
Bq2

由题意可知:
1
4
T1=
1
6
T2

所以
m1
m2
=
2
3

又因为m1+m2=m3
所以m1:m2:m3=2:3:5
(2)设粒子1、2在磁场中做匀速圆周运动的半径分别为r1和r2.则有
魔方格

r1=
m1v1
Bq1
那么:v1=
r1Bq1
m1

r2=
m2v2
Bq2
  那么:v2=
r2B
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