问题详情:
如图所示,在平面直角坐标系xoy内,第I象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中Q(-2h,-h)点以速度υ0水平向右*出,经坐标原点O处*入第I象限,最后以垂直于PN的方向*出磁场。已知MN平行于x轴, N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求
(1)电场强度的大小E;
(2)磁感应强度的大小B;
(3)粒子在磁场中的运动时间t。
【回答】
解:(1)粒子运动轨迹如图所示,粒子在电场中运动的过程中,由平抛运动规律及牛顿运动定律得:
2h=v0t (1分)
h= (1分)
qE=ma (1分)
解得E=(1分)
(2)粒子到达O点时,沿y轴正方向的分速度
vy=at==v0 (1分)
速度方向与x轴正方向的夹角α满足:tanα==1,α=45°(1分)
粒子从MP中点垂直于MP进入磁场,垂直于NP*出磁场,
粒子在磁场中的速度为:v=v0 (1分)
轨道半径 R=h (1分) 由qvB= 得B= (2分)
(3)粒子在磁场中的运动时间
由 得 (2分) t= (2分)
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:计算题