如图所示,x轴上方有一匀强电场,方向与y轴平行,x轴下方有一匀强磁场,方向垂直纸面向里,一质量为m、电量为-q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上的P点平行x轴方向射入电场后,从x
◎ 题目
如图所示,x轴上方有一匀强电场,方向与y轴平行,x轴下方有一匀强磁场,方向垂直纸面向里,一质量为m、电量为-q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上的P点平行x轴方向射入电场后,从x轴上的O点进入磁场,并从坐标原点O离开磁场,已知OP=L,OQ=2L,不计重力和一切阻力,求: (1)粒子到达Q点时的速度大小和方向; (2)粒子在磁场中运动的轨道半径; (3)粒子在磁场中的运动时间. |
◎ 答案
(1)设粒子在电场中运动时间为t1,到达Q时竖直分速度为vy,速度大小为v,方向与x轴夹角为θ,由运动学公式得: 水平方向有:2L=v0t1 竖直方向有:L=
联立解得:vy=v0, 则 v=
tanθ=
(2)粒子在磁场中的轨迹如图所示,由几何关系可得粒子在磁场中的轨道半径:R=
(3)由图知,粒子在磁场中的运动时轨迹对应的圆心角为270°,则在磁场中运动的时间: t2=
由圆周运动知识得:T= |