Question

在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)存在著如圖所示的有理想邊界的勻強電場和勻強磁場，在x＜-2d的區(qū)域內(nèi)勻強電場的場強為E、方向沿+x軸方向，在-2d＜x＜0的區(qū)域內(nèi)勻強電場的場強為E、方向沿+y軸方向，在x＞0的區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為

2Em qd

，方向垂直于該平面向外．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒從x軸上的x=-3d處由靜止釋放，經(jīng)過-2d＜x＜0的勻強電場區(qū)域后進(jìn)入勻強磁場．求：
（1）微粒到達(dá)x=-2d處的速度；
（2）微粒離開電場時沿y軸正方向上的位移；
（3）微粒第一次打到x軸上的坐標(biāo)．

Answer 1

（1）微粒在x＜-2d的區(qū)域內(nèi)qEd=

1

2

m

υ

20

…①
得微粒在x=-2d處的速度υ0=

2qEd m

…②
（2）微粒在-2d＜x＜0的區(qū)域內(nèi)x軸方向上做勻速運動t=

2d

υ0

…③
Y軸正方向上做初速度為零的勻加速直線運動
沿y軸正方向上的位移Y=

1

2

(

Eq

m

)t2…④
由②③④式可得Y=d…⑤
（3）經(jīng)過y軸時，沿y軸正方向上的速度υy=(

Eq

m

)t…⑥
由②③⑤式可得υ_y=υ₀
微粒進(jìn)入磁場時的速度υ=

2

υ0，方向與x軸成45°角      
微粒進(jìn)入磁場后做勻速圓周運動
由qυB=

mυ2

R

得微粒做勻速圓周運動的半徑R=

mυ

qB

=

2

d
其軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系得微粒第一次打到x軸上的坐標(biāo)是x=(1+

2

)d
答：（1）微粒到達(dá)x=-2d處的速度為

2qEd m

；
（2）微粒離開電場時沿y軸正方向上的位移為d；
（3）微粒第一次打到x軸上的坐標(biāo)為(1+

2

)d．