问题 计算题

如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L)。一个质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度方向与轴正方向的夹角为60°。不计电子重力。求:

(1)电子在磁场中运动的半径R及时间t;

(2)磁场区域的圆心坐标;

(3)若在电子到达b点时撤掉磁场的同时在第四象限加入一大小,方向与x轴正方向成30°的匀强电场,如图所示,则电子离开电场通过y轴的坐标。

答案

解:(1)电子的轨迹半径为R,由几何知识,Rsin30°=R-L,得R=2L ①

电子在磁场中运动时间

(2)设磁场区域的圆心坐标为(x,y)

其中 ⑤,

所以磁场圆心坐标为() ⑦

(3)电子进入电场做类平抛运动从y轴上的c点射出,如图所示

 ⑧

其中 ⑨,

由①⑧⑨⑩联立得

故坐标为(0,

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