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平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐...

平面直角坐标系xOy中,第象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点与y轴正方向成60°角射出磁场,如图所示.不计粒子重力,求

1)粒子在磁场中运动的轨道半径R

2粒子在磁场中的运动时间t

3)匀强电场的场强大小E

 

(1);(2);(3) 【解析】(1)设粒子过N点时的速度为v,根据平抛运动的速度关系 分别过N、P点作速度方向的垂线,相交于Q点,则Q是粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心,根据牛顿第二定律 qvB= 联立解得轨道半径 R=   (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 由几何关系知∠NQP=150°,设粒子在磁场中运动的时间为t2 t2=T 联立解得 (3)粒子在电场中做类平抛运动,设加速度为a,运动时间为t 由牛顿第二定律:qE=ma   设沿电场方向的分速度为vy,vy=at 粒子在电场中x轴方向做匀速运动,由图根据粒子在磁场中的运动轨迹可以得出: 粒子在x轴方向的位移:Rsin30°+Rcos30°=v0t   又:vy=v0tan60° 联立可以解得
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