如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第一、四象限内存在半径为

2025-05-21 00:54:52
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回答1:

(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动;
加速度:a=

qE
m
;         
在电场中运动的时间:t1
2L
v0
;     
沿y轴正方向,则有:
1
2
a
t
=L

1
2
?
qE
m
?(
2L
v0
)2=L
,则:
E=
m
v
2qL

(2)带电粒子刚进入磁场时,沿y轴正方向的分速度:
vy=at1
qE
m
?
2L
v0
m
v
2qL
?
q
m
?
2L
v0
v0

 
则带电粒子进入磁场时的速度:
v=
v
+
v
2
v0

由于在磁场中洛伦兹力不改变带电粒子速度大小,
则:vp=v=
2
v0

(3)由图可知,带电粒子进入磁场时,速度v与x轴正方向夹角α,
满足tanα=
vy
v0
=1
,故α=45°;
则偏转圆的圆心角θ=
π
2

由几何关系可知,偏转半径:
R=
2
2
×2L=
mv
Bq
m
2
v0
Bq
,则B=
mv0
Lq

则粒子在磁场中运动时间:
t2
T
4
1
4
×
2πm
Bq
,即:
t2
πL
2v0

故:
t2
t1
π
4

答:(1)电场强度E为
m
v
2qL

(2)从P点射出时速度vp的大小为
2
v0

(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比为
π
4