如图所示,在以坐标原点O为圆心,半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于x

1个回答

  • (1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,初速度为v,电场强度为E.可判断出粒子受到的洛伦磁力沿x轴负方向,于是可知电场强度沿x轴正方向

    且有qE=qvB①

    又R=vt 0

    则E=

    BR

    t 0 ③

    (2)仅有电场时,带电粒子在匀强电场中作类平抛运动

    在y方向位移 y=v

    t 0

    2 ④

    由②④式得y=

    R

    2 ⑤

    设在水平方向位移为x,因射出位置在半圆形区域边界上,于是

    x=

    3

    2 R

    又有x=

    1

    2 a (

    t 0

    2 ) 2 ⑥

    得a=

    4

    3 R

    t 20 ⑦

    (3)仅有磁场时,入射速度v=4v,带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,

    设轨道半径为r,由牛顿第二定律有

    qv′B=m

    v ′2

    r ⑧

    又qE=ma⑨

    由③⑦⑧⑨式得r=

    3

    3 R⑩

    由几何关系sinα=

    R

    2r (11)

    即sinα=

    3

    2

    所以 α=

    π

    3 (12)

    带电粒子在磁场中运动周期

    T=

    2πm

    qB

    则带电粒子在磁场中运动时间

    t B=

    2π T

    所以t B=

    3 π

    18 t 0(13)

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