Question

（19分）如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和E/2;Ⅱ区

（19分）如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和E/2;Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v 0 水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求: （1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径;（2）O、M间的距离;（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间。

Answer 1

（1） ；（2） （3）

试题分析：（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛规律知    粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得 所以     （2）设粒子在电场中运动时间为t 1 ，加速度为a，则有     即 O、M两点间的距离为 （3）设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t 2 ，则由几何关系知 设粒子在Ⅲ区域中运行时间为t 3 ，    则 从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为