问题
问答题
如图所示,在第一象限有垂直于xoy平面向外的匀强磁场,一质量为m,电量为+q的粒子从O点沿y轴正方向以速度v射入磁场.测得它通过通过x轴的C点与点O的距离为L(不计重力,).
求(1)磁场的磁感应强度及粒子在磁场做圆周运动运动的周期
(2)若其它条件不变,粒子从O点出发,运动了t=
时加上某一方向的匀强电场后粒子做匀速直线运动,求电场强度的大小和方向及粒子与x轴的交点位置.3πL 8v
答案
(1)粒子在电磁场的轨迹如图,设轨道半径R,由几何关系有:
R=L 2
粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力作为向心力可得:
qvB=m
,v 2 R
解得B=
=mv qR
,2mv qL
粒子在磁场圆周运动周期为:
T=
=2πR v
,πL v
(2)由在磁场中运动的时间t=
=3πL 8v 3T 8
所以粒子速度方向改变θ=135°时加上电场后做直线运动,轨迹如图所示,
由 qE=qvB,
得 E=vB=
,2mv2 qL
方向为斜向上与水平成45°,
在x轴的交点与O点距离 x=R+
R=(1+2
)2
,L 2
答:(1)磁场的磁感应强度为
,粒子在磁场做圆周运动的周期为2mV qL
;πL V
(2)电场强度的大小
,方向为斜向上与水平成450 ,在x轴的交点与O点距离为2mv2 qL
.(1+
)L2 2