问题
计算题
如图,在xoy平面内第二象限区域内有垂直纸面向内的匀强磁场B,其大小为0.2T,在A(-6cm,0)点有一粒子发射源,向x轴上方180°范围内发射
的负粒子,粒子的比荷为
,不计粒子重力,求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径。
(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少?
(3)若在范围内加一与y轴平行向下的匀强电场,从y轴最上方飞出的粒子经过电场后恰好沿x轴正向从右边界飞出,试求出射点的坐标。
答案
解:(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供
,得
(2)粒子在磁场中运动周期
如图所示的运动轨迹,运动时间最长为t
分析可得
即粒子在磁场中运动的最长时间为
或者、
、
(3)从y轴最上方飞出的粒子坐标为,右边界出射点为
则有,得y3=8cm
,有
在x方向匀速直线运动,得
在y方向
出射时方向水平,则,
则
从电场右边界飞出的粒子坐标为