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18. 如图所示,在平面直角坐标xOy内,第I象限有沿一y方向的匀强电场,第IV象限有垂直于纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m、带电量为+q的粒子(重力不计)以初速度v0沿-x方向从坐标为(3l,l)的P点开始运动,接着进人磁场后由坐标原点O射出,射出时速度方向与y轴方向夹角为45°,求

说明: 6ec8aac122bd4f6e

1.粒子从O点射出时的速度v;

2. 电场强度E的大小;

3.粒子从P点运动到O点所用的时间。

 

 

答案:
1. 2. 3. 【解析】带电粒子在电场中做类似平抛运动,由Q点进入磁场,在磁场中做匀速圆周运动,最终由O点射出。(轨迹如图所示) ⑴根据对称性可知,粒子在Q点时的速度大小与粒子在O点的速度大小相等,均为υ,方向与-x轴方向成45°角,则有         (1分) 解得              (1分) ⑵在P到Q过程中,由动能定理得        (2分) 解得        (1分) ⑶设粒子在电场中运动的时间为t1,则         (1分) 设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由几何关系得          (1分)    (1分) 粒子在磁场中的运动时间为             (1分) 由以上各式联立求得粒子在由P到O过程中的总时间为      (2分)
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