如图所示,在平面内的第III象限中有沿—y方向的匀强电场,场强大小为E。只第I和第II象限有匀强磁场,磁场方向垂直于坐标平面向里,有一质量为m,电荷量为e的电子,从y轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场,P点坐标为
,经电场偏转后,与x轴负半轴成一定角度进入磁场,设磁感应强度B的大小为
。求:
(1)电子经过x轴负半轴的坐标和此时速度方向与-x
轴方向的夹角;
(2)电子再次经过y轴负半轴的坐标。
(1)速度方向与-x轴方向成45°x轴负半轴的坐标
(2)再次经过y轴的坐标为,即与P点重合
(1)电子在电场做类平抛运动,加速度为(1分)
令,则时间为
(1分)
电子经过x轴负半轴的坐标(2分)
由
故速度方向与-x轴方向成45°(2分)
(2)电子进入磁场速度应为,进入磁场方向与x轴负方向成45°(1分)
进入磁场所作圆周运动半径(2分)
由几何关系可知轨迹与x轴两交点间距离为(1分)
(1分)
电子接着从B点做匀速直线运动,由对称性知与x轴负方向成45°(2分)
故再次经过y轴的坐标为,即与P点重合(2分)