如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场,已知左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,其宽度为L;中间区域匀

1个回答

  • (1)电场中加速过程,根据动能定理,有:qEL=

    1

    2 m v 2 ,解得:v=

    2qEL

    m ;

    粒子在两磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:

    qvB=m

    v 2

    r ,故r=

    1

    B

    2mEL

    q ;

    画出粒子的运动轨迹,如图所示,三段圆弧的圆心构成的三角形是等边三角形,变成为2r;

    故中间磁场的宽度为:d=rsin60°=

    1

    2B

    6mEL

    q ;

    (2)粒子在电场中做匀变速直线运动,加速阶段由运动学公式L=

    1

    2 a

    t 21 ,a=

    qE

    m 可得:t 1=

    2mL

    qE ,在中间磁场中所用时间t 2=2×

    T

    6 =

    2πm

    3qB ;

    在右侧磁场中的运动时间t 3=

    5

    6 T=

    5πm

    3qB ,则t=2t 1+t 2+t 3=2

    2mL

    qE +

    7πm

    3qB ;

    答:(1)中间磁场区域的宽度d为

    1

    2B

    6mEL

    q .

    (2)带电粒子从a点开始运动到第一次回到a点时所用的时间t为2

    2mL

    qE +

    7πm

    3qB .

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