如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴
◎ 题目
如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射人,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出. (1)电场强度的大小和方向. (2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射人,经
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入但速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间. |
◎ 答案
(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E.可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向,于是可知电场强度沿x轴正方向 且有qE=qvB① 又R=vt0② 则E=
(2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中作类平抛运动 在y方向位移y=v
由②④式得y=
设在水平方向位移为x,因射出位置在半圆形区域边界上,于是 x=
又有x=
得a=
(3)仅有磁场时,入射速度v′=4v,带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动, 设轨道半径为r,由牛顿第二定律有 qv′B=m
又qE=ma⑨ 由③⑦⑧⑨式得r=
由几何关系sinα= |