如图,在的空间中,存在沿
轴负方向的匀强电场,电场强度
;在
的空间中,存在垂直
平面方向向外的匀强磁场,磁感应强度
。一带负电的粒子(比荷
,在距O点左边
处的
点以
的初速度沿
轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力。求
⑴带电粒子开始运动后第一次通过轴时的速度大小和方向;
⑵带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场;
⑶带电粒子运动的周期。
如图,在的空间中,存在沿
轴负方向的匀强电场,电场强度
;在
的空间中,存在垂直
平面方向向外的匀强磁场,磁感应强度
。一带负电的粒子(比荷
,在距O点左边
处的
点以
的初速度沿
轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力。求
⑴带电粒子开始运动后第一次通过轴时的速度大小和方向;
⑵带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场;
⑶带电粒子运动的周期。
⑴粒子在第一象限做类平抛运动(如图),加速度,
运动时间,沿
方向的位移
。
粒子通过轴进入磁场时在
方向上的速度
,
因此
,
。
⑵粒子在第二象限以为圆心做匀速圆周运动,圆弧所对的圆心角为
,运动时间
。
⑶粒子从磁场返回电场后的运动是此前由电场进入磁场运动的逆运动,经时间,粒子的速度变为
,此后重复前面的运动。可见,粒子在电、磁场中的运动具有周期性,其周期
。