问题 计算题

在如图所示的坐标系中,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向。第二象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在第三象限内存在垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场。一质量为m、电量为q的带正电粒子(不计重力),从y轴上的A点以v0的初速度沿x轴负方向进入第二象限,之后到达x轴上x=-2h处的B点,带电粒子在B点的速度方向与x轴负方向成45°角,进入第三象限后粒子做匀速圆周运动,恰好经过y轴上y=-2h处的C点。求:

(1)粒子到达B点时速度大小;

(2)第二象限中匀强电场的电场强度的大小;

(3)第三象限中磁感应强度的大小和粒子在磁场中的运动时间。

答案

解:(1)粒子在第二象限做类平抛运动

由题意可知:粒子到达B点时的速度大小为

(2)在B点,v与x轴负方向成45°

所以:vy=vx=v0

又:vy=qEt/m,t=2h/vx

联立可得匀强电场的电场强度的大小E=mv02/2qh

(3)粒子运动轨迹如图所示

由题意可知

由洛伦兹力提供向心力可得qvB=mv2/R

联立可得磁感应强度的大小

粒子在磁场中的运动时间

单项选择题
填空题