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如右图,在直角坐标系的I、II象限内有垂直于纸面向里的匀强磁场,第III象限有沿y轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场。质量为m,电量为q的粒子由M点以速度v0沿x轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经N和x轴上的P点最后又回到M点。设OM=OP=l,ON=2l,求:

        (1)电场强度E的大小

        (2)匀强磁场磁感应强度B的大小

        (3)粒子从M进入电场,经N、P点最后又回到M点所用的时间。




答案

解:(1)根据粒子在电场中的运动情况可知,粒子带负电,粒子在电场中运动所用的时间设为t1
……①
……②
解得……③
(2)设粒子到达N点的速度为v,运动方向与轴夹角
由动能定理得……④
将③式代入,得……⑤
……⑥
粒子在磁场中匀速圆周运动,经过P点时的速度方向也与负x方向成45°,从P到M作直线运动NP=NO+OP=3l……⑦
粒子在磁场中半径为……⑧
又由……⑨
……⑩
(3)粒子在磁场中所用时间为……⑾
粒子在磁场中所用时间……⑿
由P→M匀速直线运动……⒀
……⒁

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