如图所示,在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场,在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等.有...
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问题详情:
如图所示,在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场,在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等.有一个带正电的粒子质量为m带电量为q以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中,并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场,又恰好垂直进入第Ⅳ象限的磁场.已知OP之间的距离为d.求:
(1)电场强度E的大小;
(2)带电粒子在磁场中第二次经过x轴时,在电场和磁场中运动的总时间.
【回答】
(1)(2)
【详解】
(1)粒子以垂直于X轴的初速度进入水平方向的匀强电场,做类平抛运动,由进入电场时的速度与y轴正向成45o角则有:
联立解得
(2)由上述式子解得粒子在电场中运动的时间:
粒子进入磁场的速度:
由几何知识得粒子在磁场中做圆周运动的半径:.
粒子在磁场中运动的时间:.
粒子第二次经过X轴时在电场和磁场中运动的总时间:
【点睛】
对于类平抛运动,采用运动的分解法研究,要抓住两个分运动的等时*.对于粒子在磁场中的圆周运动,画轨迹是关键.
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:解答题