如图所示,在竖直平面内以虚线为界分布着匀强电场和匀强磁场,其中场强为E的匀强电场方向竖直向下,磁感应强度大小为...
问题详情:
如图所示,在竖直平面内以虚线为界分布着匀强电场和匀强磁场,其中场强为E的匀强电场方向竖直向下,磁感应强度大小为B的匀强磁场的方向垂直纸面向里。虚线与水平线之间的夹角θ=45º,一带负电荷的粒子以速度v0水平*入匀强磁场,已知带电粒子所带的电荷量为q,质量为m,(粒子重力不计,电场、磁场区域足够大),求:
(1)带电粒子第1次通过虚线时距O点的距离d?
(2)带电粒子自O点开始至第3次通过虚线时所经历的时间t?
(3)带电粒子自O点开始至第4次通过虚线时的动能?
【回答】
(1)带电粒子运动的轨迹如图所示。根据向心力公式有
解得:
根据几何关系,带电粒子第1次通过虚线时距O点的距离为
(4分)
(2)带电粒子第一次在磁场中运动的时间为
带电粒子第一次在电场中往返运动时间的为t2=
带电粒子第二次在磁场中运动的时间为
所以带电粒子第3次通过虚线时所经历的时间t为t= (4分)
(3)带电粒子第二次进入电场后从C到D做类平抛运动,设时间为t4,竖直分速度为vy,根据运动学公式有
x=v0t4
y=
根据几何关系有x=y
解得:vy=2v0
所以,带电粒子第4次通过虚线时的动能为
(4分)
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:计算题