问题 计算题

如图所示,在直角坐标系XOY平面内,在Y>0处有与X轴成60°角的匀强电场,场强大小E=103v/m,在Y<0处有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=T。现从t=0时刻在坐标为(0,10cm)的P点由静止释放一比荷为104C/kg的带正电的微粒A,不计微粒的重力。求:

(1)微粒进入磁场后在磁场中运动的半径;

(2)第二次穿过X轴的时刻;

(3)在释放微粒A后又在电场中由静止释放另一个与A完全相同的微粒B,若要使微粒A在第二次穿过X轴到第三次穿过X轴的时间内与微粒B相遇,求微粒B释放的时刻和释放的位置。

答案

(1)(2)

(3)在时刻由静止释放B    

   

(1)释放A微粒后在电场中沿电场方向做匀加速直线运动

由:EqL=

得:v=2×103m/s

由:

得:

(2)由几何关系可知:A在磁场中运动的圆心坐标为(0,­-cm)

A进入磁场前运动的时间t1

得:

A进入磁场中运动的时间t2

故在时刻A第二次穿过X轴

(3)设A第二次从Q穿过X轴,此时速度方向与X轴正方向成60°角,将此速度分解为垂直电场方向的速度V1和平行于电场方向V2

在沿电场方向由:V2=at3   

故在时刻由静止释放B

垂直电场方向的位移:

沿电场方向的位移:

   

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