Question

【題目】如圖所示，在>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E；在<0的區(qū)域存在方向垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場。一個氕核從軸上點(diǎn)射出，速度方向沿軸正方向。已知進(jìn)入磁場時，速度方向與軸正方向的夾角為，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場。的質(zhì)量為，電荷量為q。不計(jì)重力。求：

(1)第一次進(jìn)入磁場的位置到原點(diǎn)O的距離；

(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；

(3)氕核從y軸射入電場到從O點(diǎn)射出磁場運(yùn)動的時間。

Answer 1

【答案】(1) xh；(2)；(3)

【解析】

(1)在電場中做類平拋運(yùn)動，水平方向

豎直方向

h

粒子進(jìn)入磁場時豎直分速度

解得

xh

(2)在電場中的加速度

進(jìn)入磁場時的速度

在磁場中做圓周運(yùn)動，運(yùn)動軌跡如圖所示

由幾何知識得

在磁場中做勻速圓運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得

解得

(3)粒子在磁場中轉(zhuǎn)過的角度為

圓周運(yùn)動的周期，在磁場中運(yùn)動時間

總時間