如图15-4所示,x轴上方是磁感应强度为B的匀强磁场,下方是场强为E的匀强电场,方向如图,屏MN距y轴为S.今有一质量为m、电荷量为q的正粒子(不计重力)从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场.若要粒子垂直打在屏MN上,求:
图15-4
(1)粒子从原点射入时的速度;
(2)粒子从射入磁场到垂直打在屏MN上所需时间t.
如图15-4所示,x轴上方是磁感应强度为B的匀强磁场,下方是场强为E的匀强电场,方向如图,屏MN距y轴为S.今有一质量为m、电荷量为q的正粒子(不计重力)从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场.若要粒子垂直打在屏MN上,求:
图15-4
(1)粒子从原点射入时的速度;
(2)粒子从射入磁场到垂直打在屏MN上所需时间t.
(1)v=Bqs/(2n+1)m(n=0,1,2,…)
(2)t=(n=0,1,2,…)
(1)要使粒子垂直打在屏MN上,则有s=2nR+R(n=0,1,2,…),可能(n=0,1时)的轨迹如图中虚线所示.
又Bqv=mv2/R,所以v=Bqs/(2n+1)m(n=0,1,2,…).
(2)粒子在磁场中运动时间t1=
又T=,所以t1=
(n=0,1,2,…)
粒子在电场中运动的时间为t2,由t2=,Eq=ma,得t2=
(n=0,1,2,…)
所以粒子运动的总时间为
t=t1+t2=(n=0,1,2,…).