在平面直角坐标系xOy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成60º角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求:、
1.M、N两点间的电势差UMN;
2.粒子在磁场中运动的轨道半径r;
3.粒子从M点运动到P点的总时间t.
在平面直角坐标系xOy中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成60º角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求:、
1.M、N两点间的电势差UMN;
2.粒子在磁场中运动的轨道半径r;
3.粒子从M点运动到P点的总时间t.
1.
2.
3.
解析:(1)设粒子过N点的速度为v,有: v=2v0
粒子从M点到N点的过程,有:
(2)粒子在磁场中以O′为圆心做匀速圆周运动,半径为O′N,
有: ,
(3)由几何关系得:ON = rsinθ 设粒子在电场中运动的时间为t1,
有ON =v0t1
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
设粒子在磁场中运动的时间为t2,有
t=t1+t2 解得: