问题
问答题
如图所示，边长为a的正三角形ABC将平面分为两个区域，在三角形内区域存在垂直于纸面的匀强磁场，在三角形外区域存在三个宽度都为a、场强大小都为E、方向分别垂直于边AB、BC和AC且指向三边的匀强电场．一个质量为m、带电量为q（q＞0）的粒子从AB边的垂直平分线上的P点静止释放，粒子将以一定的速度从D点射入磁场，经过磁场偏转后又从BC边的中点F射出磁场，已知P、D两点的距离为l．不计粒子重力影响．
（1）求粒子射入磁场的速度的大小；
（2）求磁场的磁感应强度的大小和方向；
（3）粒子的运动是否是周期性运动？如果你认为粒子做的是周期性运动，请求出运动周期；如果你认为粒子做的不是周期性运动，请说明理由．
答案
（1）粒子在电场力作用下从P点到D点做匀加速直线运动，设加速度为a，进入磁场的速度为υ，
由牛顿第二定律和运动学公式，有
Eq=ma
υ2-0=2al
解得v=2Eql m
（2）粒子从D点沿圆弧运动到F点，圆弧的圆心为B点，所以圆弧半径R为：R=l 2
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律，有qvB=mv2 R
解得 B=8mE ql
磁感应强度的方向垂直于纸面向外．
（3）粒子的运动是周期性运动．
设粒子从P点到D点的时间为t1，从D点到F点的时间为t2，则l=
a1 2 t 21
T=2πR v
t2=T 6
t=3（2t1+t2）
解得 t=(6
+π)2
=11.6ml Eq
．ml Eq