如图所示，为一宽D=8cm的同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域，一束带电粒子（重力不计）以速度v0垂直射入时恰好不改变运动方向．若粒子射入时只有电场，可测得粒子束穿过电场

Question

如图所示，为一宽D=8cm的同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场区域，一束带电粒子（重力不计）以速度v₀垂直射入时恰好不改变运动方向．若粒子射入时只有电场，可测得粒子束穿过电场时沿竖直方向向上偏移了3.2cm；若粒子射入时只有磁场，问：
（1）粒子的电性如何？粒子在磁场中运动情况如何？
（2）粒子束离开磁场时偏移原方向多少距离？

Answer 1

（1）由题意可知，电场和磁场同时存在时匀速直线运动，即qE=Bqv．
根据正电荷受到的电场力与电场强度方向相同，负电荷相反，
及左手定则可知，正电荷受到的洛伦兹力与大拇指指向相同，
当只有磁场时，粒子仅仅受到洛伦兹力作用，所以粒子在磁场中匀速圆周运动．    
（2）只有电场时，粒子做类平抛运动
因x=vt  
  (1)/(2)at²  
又a=(qE)/(m)
得到  E=(mv2)/(10q)
     B=(mv)/(10q)
只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，Bqv=(mv2)/(r) 
 解得：r=10cm
   故穿过场区后的侧移d=r-√(r2−D2)=4cm
答：（1）粒子的电性：带负电，粒子在磁场中匀速圆周运动；
（2）粒子束离开磁场时偏移原方向为4cm．