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某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样.如图甲所示,在真空空间的竖直平面内建立xoy坐标系,在y1=0.1m和y2=-0.1m处有两个与x轴平行的水平界面PQ和MN把空间分成I、Ⅱ、Ⅲ三
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某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样.如图甲所示,在真空空间的竖直平面内建立xoy坐标系,在y1=0.1m和y2=-0.1m处有两个与x轴平行的水平界面PQ和MN把空间分成I、Ⅱ、Ⅲ三个区域,在三个区域中分别存在匀强磁场B1、B2、B3,其大小满足B2=0.02T,B1=B3=0.O1T,方向如图甲所示;在Ⅱ区域中的y轴左右两侧还分别存在匀强电场E1、E2(图中未画出),忽略所有电、磁场的边缘效应.ABCD是以坐标原点0为中心对称的正方形,其边长L=0.2m.现在界面PQ上的A处沿y轴正方向发射一个比荷
=108c/kg的带正电荷的粒子(其重力不计),粒子恰能沿图中实线经BCD三点后回到A点并做周期性运动,轨迹构成一个“0”字.已知粒子每次穿越Ⅱ区域时均做直线运动.求:
(1)带电粒子的初速度为多少?
(2)E1.E2的大小和方向?
q |
m |
(1)带电粒子的初速度为多少?
(2)E1.E2的大小和方向?
▼优质解答
答案和解析
(1)在Ⅰ、Ⅲ区域中,有:qvB1=mv2r,r=L2代入数据解得:v=1.0×105m/s(2)在Ⅱ区域的电、磁场中沿BC运动,应满足匀速直线运动qv1B2=qE1代入数据解得:E1=B 2v=2×103V/m.由左手定则可知,方向水平向右.同理有...
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