如图,质量为m、带电量为q的粒子,在第四象限匀强电场A处静止释放(不计粒子的重力),粒子经过第一象限区域的匀强电场后,恰好过y轴上的B,A点坐标为(L,-L),B点坐标为(0,2
◎ 题目
如图,质量为m、带电量为q的粒子,在第四象限匀强电场A处静止释放(不计粒子的重力),粒子经过第一象限区域的匀强电场后,恰好过y轴上的B,A点坐标为(L,-L),B点坐标为(0,2L),第四象限匀强电场为E,y轴的左侧为足够大的匀强磁场(图中未画),带电粒子恰好通过坐标原点O点,求: (1)第一象限电场强度E; (2)匀强磁场B的大小和方向; (3)带电粒子从A运动到原点O时间t. |
◎ 答案
(1)设粒子从第四象限射出时的速度为v0, 粒子在第四象限做初速度为零的匀加速运动, 有:L=
粒子在第一象限做类平抛运动, 竖直方向:2L=v0t′, 水平方向:L=
解得:t′=t,a′=a,E′=E; (2)设带电粒子进入磁场时与y轴夹角是θ, 则tanθ=
即带电粒子从B点和Yy轴成450进入磁场, 在洛伦兹力作用下偏转回到O点,如图: 在第四象限内,由动能定理得:qEL=
粒子进入磁场时的速度v=
在磁场中,洛伦兹力提供向心力, 由牛顿第二定律得:qvB=m
有图示,根据数学知识可得:R=
解得:B=
由左手定则可知,磁感应强度垂直于纸面向下; (3)粒子在第四象限内:L=
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