(17分)如图所示,真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场,半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁
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解题思路:

(1)设匀强电场强度为

E

,当电场和磁场同时存在时,粒子沿

ef

方向做直线运动,有:

q

v

0

B

=

q

E

(2

)

当撤去磁场,保留电场时,带电粒子做类平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,由题知,粒子恰能从

c

点飞出,则

水平方向有:

2

R

=

v

0

t

(1

)

竖直方向有:

(1

)

q

E

=

m

a

(1

)

联解①②③④得:

(2

)

(2)若撤去电场保留磁场,粒子将在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,轨迹如图所示。

设粒子离开矩形区域时的位置

g

b

的距离为

x

,则由牛顿第二定律:

(1

)

(2

)

由图中几何关系得:

粒子的轨迹半径为

(2

)

θ

=

60

(2

)

故粒子离开磁场时到

b

的距离为

(2

)

代入解得:

(1

)

(1)

(2)粒子离开磁场时到b的距离

<>

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