如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E.一质量为m、电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出,射

问题描述:

如图所示,在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B.在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场,场强为E.一质量为m、电量为-q的粒子从坐标原点O沿着y轴正方向射出,射出之后,第三次到达x轴时,它与点O的距离为L,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s(重力不计).

由题意知第3次经过x轴的运动如图所示

由几何关系:L=4R
设粒子初速度为v,则有:qvB=m

v2
R

可得:v=
qBL
4m

设粒子进入电场作减速运动的最大路程为L′,加速度为a,则有:
v2=2aL′
qE=ma
则电场中的路程:L′=
qB2L2
32mE

粒子运动的总路程:s=2πR+2L′=
πL
2
+
qB2L2
16mE

答:粒子射出的速度为
qBL
4m
,粒子的总路程为
πL
2
+
qB2L2
16mE