如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小相等,方向如图所示;现有一个带电粒子在该平面内从x轴上的P点,以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点且与y轴成45o角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场。已知OP之间的距离为d,不计粒子的重力。求:
(1)Q点的坐标;
(2)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间。
如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小相等,方向如图所示;现有一个带电粒子在该平面内从x轴上的P点,以垂直于x轴的初速度v0进入匀强电场,恰好经过y轴上的Q点且与y轴成45o角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场。已知OP之间的距离为d,不计粒子的重力。求:
(1)Q点的坐标;
(2)带电粒子自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间。
解:(1)设位移偏角为θ,速度偏角为α,则
………………………1分 ………………………1分 ………………………1分
(2)设在电场中运动时为t1,则
………………………1分
设在第一象限中运动的时间为t2,物体运动的轨迹如图所示,由几何关系知
………………………3分
………………………2分
设在第四象限中运动的时间为t3,则
………………………2分 ………………………1分