问题 问答题

如图所示,在坐标系Oxy的第一象限中存在沿y轴正方向的匀速磁场,场强大小为E。在其它象限中存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。Ay轴上的一点,它到坐标原点O的距离为hCx轴上的一点,到O的距离为L。一质量为m,电荷量为q的带负电的粒子以某一初速度沿x轴方向从A点进入电场区域,继而通过C点进入磁场区域。并再次通过A点,此时速度方向与y轴正方向成锐角。不计重力作用。试求:

⑴粒子经过C点速度的大小和方向;

⑵磁感应强度的大小B

 

答案

,与x轴的夹角α=arctan

⑴以a表示粒子在电场作用下的加速度,有

qEma                ①

加速度沿y轴负方向。设粒子从A点进入电场时的初速度为v0,由A点运动到C点经历的时间为t,则有

hat2                ②

lv0t                    ③

由②③式得:            ④

设粒子从C点进入磁场时的速度为vv垂直于x轴的分量

               ⑤

由①④⑤式得:       ⑥

设粒子经过C点时的速度方向与x轴的夹角为α,则有

tanα                                     ⑦

由④⑤⑦式得:α=arctan                         ⑧

⑵粒子经过C点进入磁场后在磁场中作速率为v的圆周运动。若圆周的半径为R,则有:                                       ⑨

设圆心为P,则PC必与过C点的速度垂直,且有R。用β表示y轴的夹角,由几何关系得

RcosβRcosαh        ⑩

Rsinβ=l-Rsinα         ⑾

由⑧⑩⑾式解得:  ⑿

由⑥⑨⑿式解得:   ⒀

多项选择题
单项选择题 配伍题