問題詳情:
如圖所示,在豎直平面內以虛線為界分佈着勻強電場和勻強磁場,其中場強為E的勻強電場方向豎直向下,磁感應強度大小為B的勻強磁場的方向垂直紙面向裏。虛線與水平線之間的夾角θ=45º,一帶負電荷的粒子以速度v0水平*入勻強磁場,已知帶電粒子所帶的電荷量為q,質量為m,(粒子重力不計,電場、磁場區域足夠大),求:
(1)帶電粒子第1次通過虛線時距O點的距離d?
(2)帶電粒子自O點開始至第3次通過虛線時所經歷的時間t?
(3)帶電粒子自O點開始至第4次通過虛線時的動能?
【回答】
(1)帶電粒子運動的軌跡如圖所示。根據向心力公式有
解得:
根據幾何關係,帶電粒子第1次通過虛線時距O點的距離為
(4分)
(2)帶電粒子第一次在磁場中運動的時間為
帶電粒子第一次在電場中往返運動時間的為t2=
帶電粒子第二次在磁場中運動的時間為
所以帶電粒子第3次通過虛線時所經歷的時間t為t= (4分)
(3)帶電粒子第二次進入電場後從C到D做類平拋運動,設時間為t4,豎直分速度為vy,根據運動學公式有
x=v0t4
y=
根據幾何關係有x=y
解得:vy=2v0
所以,帶電粒子第4次通過虛線時的動能為
(4分)
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:計算題