问题: 一道高中物理题
如图所示,XOY平面内的圆Q与Y轴相切与坐标圆点O,在该圆形区域内,有与Y轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场一个带电粒子(不记重力)从原点O沿X轴进入场区,恰好做匀速直线运动,穿过场区的时间为T,若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过磁场的时间是T/2。若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变,求带电粒子穿过场区的时间。
解答:
1,从原点O沿X轴进入场区,恰好做匀速直线运动,穿过场区的时间为T, 由此有qE=qvB V=E/B 又有 2R=vT v=2R/T
2,若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过磁场的时间是T/2。
在Y轴方向上:Y=(qE/m)(T/2)(T/2)/2=qETT/8m
在X轴方向上:X=v(T/2)=R
则Y=R=qETT/8m q/m=8R/ETT
3,若撤去电场,只保留磁场,粒子作圆周运动qvB=mvv/R
R=mv/qB 周期T'=2*3.14*R/v=2*3.14m/qB
=2*3.14*ETT/8RB=3.14*vTT/4
=3.14*2RT/4=3.14RT/2
4,粒子在只有磁场穿过场区,只走过1/4圆弧,[因只有电场时,粒子Y轴方向走了R距离]
故所用时间t=T'/4=3.14T/8 即为所求
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