Question

【題目】如圖所示，在坐標系xOy平面的x>0區域內，存在電場強度大小E=2×105N／C、方向垂直于x軸的勻強電場和磁感應強度大小B=0.20 T、方向與xOy平面垂直向外的勻強磁場。在y軸上有一足夠長的熒光屏PQ，在x軸上的M(10，0)點處有一粒子發射槍向x軸正方向連續不斷地發射大量質量m=6.4×10-27kg、電荷量q=3.2×10-19C的帶正電粒子(重力不計)，粒子恰能沿x軸做勻速直線運動。若撤去電場，并使粒子發射槍以M點為軸在xOy平面內以角速度順時針勻速轉動(整個裝置都處在真空中)。

(1)判斷電場方向，求粒子離開發射槍時的速度；

(2)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑；

(3)熒光屏上閃光點的范圍；

(4)熒光屏上閃光點從最低點移動到最高點所用的時間。

Answer 1

【答案】（1）106m/s （2）0.1m （3） 0.273m （4）0.42s

【解析】（1）帶正電粒子（重力不計）在復合場中沿x軸做勻速運動，根據左手定則可得洛倫茲力方向向下，所以電場力方向向上，電場強度方向向上

有

速度

（2）撤去電場后，有

所以粒子在磁場中運動的軌跡半徑

（3）畫圖可知，粒子最上端打在B點，最下端打在A點

，

所以熒光屏上閃光點的范圍

（4）因為粒子在磁場總做圓周運動的周期，所以粒子在磁場中運動的時間可以忽略不計

閃光點從最低點到最高點的過程中，粒子槍轉過的圓心角為

所用時間