如图所示,在xoy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场,y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场,MN边界与y轴平行且间距保持不变
◎ 题目
如图所示,在xoy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场,y轴左侧和MN边界右侧的空间有垂直纸面向里、磁感应强度大小相等的匀强磁场,MN边界与y轴平行且间距保持不变.一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场,每次经过磁场的时间均为t0,粒子重力不计. (1)求磁感应强度的大小B. (2)若t=5t0时粒子回到原点O,求电场区域的宽度d和此时的电场强度E0. (3)若带电粒子能够回到原点0,则电场强度E应满足什么条件? |
◎ 答案
粒子在磁场中运动的周期为:T=
粒子每次经过磁场时间为半个周期:t0=
由①②解得:B=
(2)粒子t=5t0回到原点,轨迹如图,由几何关系知r1=r2 根据:qv0B=
qBv2=m
电场宽度:d=
解得:d=
又v2=v0+
解得:E0=
(3)如图所示,由几何关系知,要使粒子经过原点,应满足 n(2r
由:qBv′2=
解得:v′2=
根据动能定理知: Eqd= |