问题
计算题
如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第I象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中的Q(-2h,h)点以速度v0水平向右射出,经坐标原点O处射入第I象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场,已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:
(1)电场强度的大小E;
(2)磁感应强度的大小B;
(3)粒子在磁场中运动的时间t。
答案
解:(1)粒子在电场中运动过程中,由平抛运动规律及牛顿第二定律得
2h=v0t ①
qE= ma ③
得
(2)粒子到达O点时,沿+y方向的分速度
速度与x正方向的夹角α满足
粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场,垂直于NP射出磁场,粒子在磁场中的速度
轨道半径
由,得
(3)粒子在磁场中的运动时间