如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d=2m。一

admin2017-12-19  36

问题 如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的有界匀强电场,其宽度d=2m。一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=3.2×10-19C的带负电粒子从P点以速度v=4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。求:

带电粒子在磁场中运动的半径和时间;

选项

答案带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有qvB=mv2/r。代入数据得:r=2m,轨迹如图交y轴于C点,过P点作v的垂线交y轴于O1点,由几何关系得O1为粒子运动轨迹的圆心,且圆心角为60°。 在磁场中运动时间t=T/6=[*]代入数据得:t=5.23×10-5s。 [*]

解析
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