问题
计算题
如图所示,在y>0的空间中存在匀强电场,场强沿y轴负方向;在y<0的空间中,存在匀强磁场,磁场方向垂直xy平面(纸面)向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子,经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0,方向沿x轴正方向;然后,经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场,并经过y轴上y=-2h处的P3点。不计重力。求:
(1)电场强度的大小;
(2)粒子到达P2时的速度;
(3)磁感应强度的大小。
答案
解:(1)设粒子从P1到P2的时间为t,电场强度的大小为E,粒子在电场中的加速度为a
qE=ma
v0t=2h
(2)粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为v0,以v1表示速度沿y方向分量的大小,v表示速度的大小,θ表示速度和x轴的夹角,如图,则有
,
,
,v1=v0,
(3)
因为OP2=OP3,θ=45°,P2P3为圆轨道的直径
得r=,