如图所示,真空中有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点O相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3 T,方向

2025-06-28 08:11:17
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回答1:

(1)由题意可知:粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R=r=0.5m,有:
Bqv=m

v2
R

可得粒子进入电场时的速度:
v=
qBR
m
=1×109×2×10-3×0.5=1×106m/s
在磁场中运动的时间:
t1=
1
4
T=
1
4
×
2πm
qB
=
1
2
×
3.14
1×109×2×10?3
=7.85×10-7s;
(2)粒子在磁场中转过120°角后从P点垂直电场线进入电场,如图所示:

在电场中的加速度大小:
a=
qE
m
=1.5×103×1×109=1.5×1012m/s2
粒子穿出电场时:
vy=at2=a×
L1
v
=1.5×1012×
0.5
1×106
=0.75×106m/s
在磁场中:
y1=1.5r=1.5×0.5=0.75m
在电场中侧移:
y2=
1
2
at2=
1
2
×1.5×1012×(
0.5
1×106
2=0.1875m
故y=y1+y2=0.75m+0.1875m=0.9375m
则该发光点的坐标(1,0.9375).
答:(1)粒子进入电场时的速度为1×106m/s,粒子在磁场中的运动的时间为7.85×10-7s;
(2)速度方向与y轴正方向成30°射入磁场的粒子,最后出电场的位置坐标为(1,0.9375).