如甲图所示,在I、Ⅱ两处区域有磁感强度均为B的匀强磁场,磁场方向相反且垂直纸面,两磁场边界平行,与水平方向夹角45°,两

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  • 解题思路:(1)求出粒子轨道半径,应用牛顿第二定律可以求出粒子a、b从I磁场边界射出时的速度va、vb

    (2)求出粒子在磁场中、在电场中、在电磁场外的运动时间,然后求出总运动时间.

    (3)作出粒子在电场中的运动轨迹,应用类平抛运动规律分析答题.

    (1)如图所示,粒子a、b在磁场中均转过90°,平行于金属板进入电场.

    由几何关系得:ra=[d/2],rb=d

    由牛顿第二定律得:qvaB=m

    v2a

    ra,

    qvbB=m

    v2b

    rb,

    解得:va=[qBd/2m];vb=[qBd/m]

    (2)磁场中的总时间:t1=2×[T/4]=[πm/qB],

    在电场中,粒子在水平方向一直做匀速直线运动,

    所以时间为:t2=

    (

    d

    2+L+

    d

    2)

    va=

    2m(d+L)

    qBd,

    两段电磁场外的时间:t3=[d

    va=

    2m/qB],

    所以,总时间为:t=t1+t2+t3

    解得:t=(π+2+[2L/d])[m/qB];

    (3)粒子两次在磁场I中运动的时间相同,所以第二次进入时比第一次提前:△t=[d

    2va=

    m/qB]=[T/4],

    所以,粒子第二次是在t=0时刻进入的电场.

    第一次在电场中的轨迹如图所示,设经过n个周期性的运动穿出电场.

    t=[L

    va=nT,n=

    L/2d],

    设粒子第二次通过电场的时间为t′,t′=[n/2]T,

    粒子第二次在电场中的轨迹如图所示

    粒子第二次在半个周

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.

    考点点评: 本题考查了带电粒子在电场与磁场中的运动,分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是正确解题的关键,应用牛顿第二定律、粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期公式、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题.

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