如图所示的坐标平面内,在Y<0的区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,在Y>0的区域内存在着与X轴正方向成45°角的匀强电场,电场强度E=2N/C.一比荷
=1.0×l08C/kg的带负电的粒子从坐标原点O沿与X负方向成45°角射入第三象限,速度大小v0=2.0×104m/s,先后在磁场和电场中运动一段时间后粒子能再次通过O点,试求:q m
(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)粒子从O点发射到再次回到O点所用的时间.
(1)如图,带电粒子自P点进入电场,到o点的偏转角为45°,
tan45°=
at121 2 v0t1
a=Eq m
解得:t1=
=2×2×104×2mv0 Eq
×1 1.0×108
=2.0×10-4s1 2
OP=
v0t1=42
m2
由几何关系可知粒子在磁场中运动半径为r=4m,
由qvB=mv2 R
代入数据解得B=5×10-5T
(2)带电粒子在磁场中运动
个圆周,t2=3 4
T=3 4
=3π×10-4s3πm 2Bq
粒子从O点发射到再次回到O点所用的时间:t=t1+t2=(2+3π)×10-4s
答:(1)磁感应强度的大小5×10-5T;
(2)粒子从O点发射到再次回到O点所用的时间为(2+3π)×10-4s