如图甲所示,图的右侧MN为一竖直放置的荧光屏,O为它的中点,OO′与荧光屏垂直,且长度为l。在MN的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场,场强大小为E。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图,在荧光屏上以O为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m、电量为q的带正电的粒子以相同的初速度v0从O′点沿O′O方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。
(1)若再在MN左侧空间加一个匀强磁场,使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O处,求这个磁场的磁感强度的大小和方向。
(2)如果磁感强度的大小保持不变,但把方向变为与电场方向相同,则荧光屏上的亮点位于图中A点处,已知A点的纵坐标 , 求它的横坐标的数值。
(1)B="E" / v0;(2)。
(1)由电场力以及左手定则判定磁场方向竖直向上。 ②
由 qE=qv0B
得磁感强度大小为 B="E" / v0 ②
(2)以OO’方向为z轴正方向,与x、y组成空间直角坐标系。磁场改变方向后,粒子在yOz平面内的运动是匀速圆周运动,轨迹如图所示。设圆半径为R,根据几何关系有
②
由于, 可解出,可知 ②
粒子沿x方向的分运动是初速为零的匀加速直线运动,时间
③
③