问题 问答题

如图所示,在xOy平面内的第一象限中有沿y方向的匀强电场,在第二、第三、第四象限中有匀强磁场,方向垂直于坐标平面向里有一个质量为m,电荷量为e的电子,从y轴上的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场之后电子从x轴上Q点进入匀强磁场,最后恰从P点以垂直于y轴的方向射出磁场.若OP=h,OQ=

3
h,不计电子的重力.求:

(1)匀强电场的电场强度大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度大小.

答案

解(1)电子在电场中运动时

沿x方向:OQ=

3
h=v0t  ①

沿y方向:OP=h=

1
2
at2   ②

ma=eE                   ③

由①②③得:E=

2m
v20
3eh

(2)电子在磁场中做匀速圆周运动,其轨迹如图所示,O′为圆心,设电子做匀速圆周的半径为r,进入磁场的速度为v,则

r2=(r-h)2+(

3
h)2

解得r=2h               ④

洛伦兹力提供向心力:evB=

mv2
r
  ⑤

v=

v20
+(at)2
=
7
3
v0        ⑥

联立④⑤⑥式得B=

21
mv0
6eh

答:(1)匀强电场的电场强度大小E=

2m
v20
3eh

(2)匀强磁场的磁感应强度大小B=

21
mv0
6eh

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