如图所示,abcd是一个正方形的盒子,在cd边的中点有一个小孔e,盒子中存在着沿ad方向的匀强电场.一粒子源不断地从a处的小孔沿ab方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为v0,经电场作用后恰从e处的小孔射出.现撤去电场,在盒中加一方向垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出),粒子仍恰好从e孔射出.(粒子的重力和粒子间的相互作用力均可忽略),则
(1)所加磁场的方向如何?
(2)电场强度E与磁感强度B的比值为多大?
(1)磁场方向垂直于纸面向外 (2)5v0
(1)根据粒子在电场中的偏转方向,可知粒子带正电,再根据左手定则判断,磁场方向垂直于纸面向外.
(2)设带电粒子的电量为q,质量为m,盒子的边长为L在电场中
v0t= ①
t2=L ②
由①②解得E= ③
粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力做向心力,设轨道半径为R.则有
qvB=m R=
④
由图中的几何关系(L-R)2+()2=R2 得R=
L ⑤
■
由④⑤解得B= ⑥
由③⑥得=5v0