Question

高中物理题，只要 25题第一二小题

Answer 1

主要是弄清楚为什么粒子会回到P点，题目说第一象限内有矩形磁场，并没有说整个第一象限都是磁场。（如果都是磁场粒子只能在P点上方回到y轴，且方向一定和y轴垂直。）

所以能想到一种斜着的磁场，让粒子回到P点。

图中红线右边都是磁场。

1. qvB = mv² / r

   r = mv / qB = 4e-20 * 3e4 / (2e-14 * 0.2) = 0.3米

   要求夹角θ，只靠第一象限的条件还不够。需要用第二象限的电场运动来分析。

   电场力 Eq = 4e-11牛，粒子在电场中加速度 a = Eq / m = 10^9

   由于此时粒子的速度方向和电场方向垂直，所以如图。

   
   

   

   最后粒子垂直打在A点，即速度v的x轴方向分量为0。

   v * sinθ = a * cosθ * t，即tanθ = 1 / √3

   θ = 30°

2. 根据第一个图，稍微几何分析一下，两端直线长的和是 2 * r * √3 = 0.6√3

   绕的圆弧角度是240°，即4/3π。

   所以 t0 = (0.6√3 + 4/3π * 0.3) / (3e4) ≈ 7.6529e-5秒