问题 问答题

如图所示,y轴右方有方向垂直于纸面的匀强磁场,一个质量为m,电量为q的质子,以速度v水平向右通过x轴上的A点,最后从y轴上的M点射出磁场,已知,M点到坐标原点O的距离为L,质子射出磁场时的速度方向与y轴负方向的夹角为30°,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向.

(2)在适当的时候,在y轴右方再加一个匀强电场,就可以使质子最终能沿y轴正方向做匀速直线运动,若从质子经过A点开始计时,再经过多长时间加上这个匀强电场?其电场强度是多少?方向如何?

答案

解(1)由图中几何关系知:

R+Rcos60°=L

R=

2
3
L①

Bqv=m

v2
R

①代入②得:B=

3mv
2qL

方向重直纸面向里

(2)周期:T=

2πm
qB
=
2πR
v
=
4πL
3v

粒子进入磁场经

T
4
时间速度方向为正y方向,此时加电场,使电场力为洛仑磁力平衡,即可使粒子则+y方向做匀速直线运动.

t=

T
4
=
πL
3v

又qE=Bqv

知:E=Bv=

3mv2
2qL
方向沿+x方向

答:(1)匀强磁场的磁感应强度的大小为

3mv
2qL
方向纸面向里.

(2)若从质子经过A点开始计时,再经过

πL
3v
加上这个匀强电场,其电场强度是
3mv2
2qL
方向沿+x方向.

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