Question

【題目】在平面直角坐標系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負方向的勻強電場，第Ⅳ象限存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場，磁感應強度為B。一質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場，經x軸上的N點與x軸正方向成θ＝60°角射入磁場，最后從y軸負半軸上的P點垂直于y軸射出磁場，如圖所示。不計粒子重力，求

（1）M、N兩點間的電勢差UMN ；

（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑r；

（3）粒子從M點運動到P點的總時間t。

Answer 1

【答案】1）UMN＝（2）r＝（3）　　t＝

【解析】

(1)設粒子過N點時的速度為v，有

v＝2v0

粒子從M點運動到N點的過程，有

(2)粒子在磁場中以O′為圓心做勻速圓周運動，半徑為O′N，有

(3)由幾何關系得ON＝rsinθ

設粒子在電場中運動的時間為t1，有ON＝v0t1

粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期

設粒子在磁場中運動的時間為t2，有

t＝t1＋t2