如图所示,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有沿轴负方向的匀强电场;第四象限无电场和磁场。现有一质量为、电荷量为的粒子以速度从轴上的点沿

◎ 题目

如图所示,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有沿轴负方向的匀强电场;第四象限无电场和磁场。现有一质量为、电荷量为的粒子以速度轴上的点沿轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经轴上的点和点最后又回到点,设,,求:
(1)带电粒子的电性,电场强度的大小;
(2)带电粒子到达点时的速度大小和方向;
(3)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向;
(4)粒子从点进入电场,经点最后又回到点所用的时间?

◎ 答案

(1)
(2)
(3)
(4)

◎ 解析

(1)粒子从运动过程有:,加速度:,运动时间:,电场强度,则:
(2)设角,则,带电粒子到点速度:
(3)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,圆心在处,设半径为,由几何关系知带电粒子过点的速度方向与角,则
则:
由牛顿第二定律得:
解得:
(4)粒子从时间:
粒子在磁场中运动时间:
粒子从运动时间
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