Question

【題目】如圖所示，直角坐標(biāo)系中的第Ⅰ象限中存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場，在第Ⅱ象限中存在垂直紙面向外的勻強磁場.一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電 的粒子，在-x軸上的點a以速率v0，方向和-x軸方向成60°射入磁場，然后經(jīng)過y軸上y =L處的b點垂直于y軸方向進(jìn)入電場，并經(jīng)過x軸上x=2L處的c 點.不計重力.求：

(1)磁感應(yīng)強度B的大小

(2)電場強度E的大小

(3)粒子在磁場和電場中的運動時間之比.

Answer 1

【答案】（1） （2）（1）2π:9

【解析】

【試題分析】由幾何知識求出粒子的軌道半徑，然后由牛頓第二定律求出磁感應(yīng)強度大小．粒子在電場中做類平拋運動，由類平拋運動規(guī)律求出電場強度大小．求出粒子在磁場中的運動時間與在電場中的運動時間，然后求出時間之比．

(1)粒子的運動軌跡如圖所示：

由幾何知識可得：r+rsin30°=L

粒子在磁場中做圓周運動的軌道半徑：

粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，

由牛頓第二定律得：

解得：

(2)粒子在電場中做類平拋運動，

水平方向：2L=v0t

豎直方向：

解得：

(3)粒子在磁場中做圓周運動的周期：

由幾何知識可知，粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的圓心角：θ=180°-60°=120°

粒子在磁場中做圓周運動的時間：

粒子在電場中的運動時間：

粒子在磁場和電場中的運動時間之比：