在直角坐标系xOy中,第一象限内存在沿y轴负方向的有界电场,其中的两条边界分别与Ox、Oy重合,电场强度大小为E.在第二象限内有垂直纸面向外的有界磁场(图中未画出),磁场边界
◎ 题目
在直角坐标系xOy中,第一象限内存在沿y轴负方向的有界电场,其中的两条边界分别与Ox、Oy重合,电场强度大小为E.在第二象限内有垂直纸面向外的有界磁场(图中未画出),磁场边界为矩形,其中的一个边界与y轴重合,磁感应强度的大小为B.一质量为m,电量为q的正离子,从电场中P点以某初速度沿-x方向开始运动,经过坐标(0,L)的Q点时,速度大小为υQ=
(1)正离子在P点的初速度; (2)矩形磁场的最小宽度; (3)离子在返回电场前运动的最长时间. |
◎ 答案
(1)离子在从P到Q在电场力作用下做类平抛运动: 由于:υQ=
所以:υ0=υX=υQsin30°=
(2)离子离开磁场后,可能直接进入磁场偏转后返回电场,也可能先直线运动一段距离后再进入磁场偏转后返回电场. 由于:qBυQ=m
所以:R=
离子离开电场后直接进入磁场偏转圆心角60° 最小宽度:
(3)离子离开电场后,先直线运动,再进入磁场,最后通过O点返回电场在电场. 随着磁场区域下移,离子在磁场偏转的圆心角增大,运动时间变长. 在磁场中偏转最长时间t:t=
答:(1)正离子在P点的初速度为
(2)矩形磁场的最小宽度为
(3)离子在返回电场前运动的最长时间 |