问题 问答题

如图所示的区域中,左边为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m、电荷量为-q 的带电粒子从P孔以初速度 v0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=600,粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OQ=2OC,不计粒子的重力,求:

(1)电场强度E的大小;

(2)粒子到达Q点时的动能EkQ

答案

(1)画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧

(O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心):∠PO1C=120°

设粒子在磁场中圆周运动的半径为r,

qv0B=m

v2
r

解得:r=

mv0
Bq

r+rcos 60°=OC=x   

所以 OC=x=

3
2
r

粒子在电场中类平抛运动 

OQ=2x=3r

所以t=

2x
v0
=
3r
v0
=
3m
Bq

粒子在电场中类平抛运动

x=

1
2
at2=
1
2
qE
m
t
2

2x=v0t

解得:E=

1
3
Bv0

(2)由动能定理EKQ-

1
2
mv02=qEx    

解得粒子到达Q点时的动能为EKQ=mv02

答:(1)电场强度E的大小为

1
3
Bv0

(2)粒子到达Q点时的动能EkQ为mv02

单项选择题
问答题