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如图所示,在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有沿y轴负方向的匀强电场;第四象限无电场和磁场。现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0从y轴上的M点沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经x轴上的N点和P点最后又回到M点,设OM=L,ON=2L.求:

(1)带电粒子的电性,电场强度E的大小;

(2)带电粒子到达N点时的速度大小和方向;

(3)匀强磁场的磁感应强B的大小和方向;

(4)粒子从M点进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间。

答案

(1)粒子带负电        1分

粒子从M至N运动过程有:     ①         1分

加速度    ②        1分             运动时间  ③       1分

由①②③得电场强度   则       ④   1分

(2)设vN与x成θ角  2分

带电粒子到N点速度     ⑤     2分

(3)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示,圆心在O′处,设半径为R,由几何关系知带电粒子过P点的速度方向与x成角,则

OP=OM=L      

    ⑥      2分

由牛顿第二定律得:     ⑦  2分

由⑥ ⑦解得:     1分

(4)粒子从M至N时间:        ⑧     2分 

粒子在磁场中运动时间    ⑨     2分

粒子从P至M运动时间         ⑩         2分

从M点进入电场,经N、P回M所用时间    1分


解析:

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