问题 问答题

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

q
m
=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:

(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.

答案

(1)如图,带电粒子自P点进入电场,到o点的偏转角为45°,

tan45°=

1
2
at12
v0t1

a=

Eq
m

解得:t1=

2mv0
Eq
=2×2×104×
1
1.0×108
×
1
2
=2.0×10-4s

OP=

2
v0t1=4
2
m

由几何关系可知粒子在磁场中运动半径为r=4m,

由qvB=m

v2
R

代入数据解得B=5×10-5T

(2)带电粒子在磁场中运动

3
4
个圆周,t2=
3
4
T
=
3πm
2Bq
=3π×10-4s

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

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