题目
在如图所示的坐标系中,矩形区域abcd内有正交的匀强电场和匀强磁场,各点坐标为a(0,L)、b(L,L)、c(L,-L)、d(0,-L),磁场方向垂直于纸面向里,电场方向平行于纸面向下。一带电粒子从坐标原点沿x轴正方向射入,恰能沿直线通过(不计重力)。若只撤去磁场,则粒子从c点射出,求若只撤去电场,粒子射出的位置坐标。
答案:(0,L) 解析:设粒子的质量为m,带电量为q,粒子射入电磁场时的速度为,则粒子沿直线通过场区时: ① (2分) 撤去磁场后,在电场力的作用下,从c点射出场区,所以粒子应带正电荷;在此过程中,粒子做类平抛运动,设粒子的加速度a,穿越电场所用时间为t,则有: ② (1分) ③ (1分) ④ (1分) 撤去电场后,在洛仑兹力的作用下,粒子做圆周运动,洛仑兹力作向心力: ⑤ (2分) 由以上各式解得: (1分) 粒子射出点坐标为(0,L)。 (2分)