如图16所示,在分别为和的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电的粒子以速率v从磁场区域的

◎ 题目

如图16所示,在分别为的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电的粒子以速率v从磁场区域的上边界的P点向下成θ=60o射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,不计重力。求电场强度和磁感应强度大小之比,以及粒子在磁场与电场中运动的时间之比。

◎ 答案

◎ 解析



粒子在磁场中做匀速圆周运动(如图), 设P’为虚线与分界线的交点,∠POP’=α 。由于粒子在分界线处的速度与分界线垂直,圆心O应在分界线上,OP长度即为粒子运动的圆弧的半径R。由几何关系得
          
设粒子的质量和所带正电荷分别为m和q,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得

粒子在磁场中的运动时间为:

粒子进入电场后做类平抛运动,其初速度为v,方向垂直于电场。设粒子加速度大小为a,由牛顿第二定律得:qE="ma"
由运动学公式有


式中是粒子在电场中运动的时间
以上各式联立解得:       

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图16所示,在分别为和的两个相邻的条形区域中分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电的粒子以速率v从磁场区域的…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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