Question

如图10所示，在坐标系xoy平面的x＞0区域内，有电场强度E=2×10⁵N/C，方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B＝0.20 T，方向与xoy平面垂直向里的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏MN，在x轴上的P(10，0)点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m＝6.4×10^-27kg，电量q＝3.2×10^-19C的带正电粒子，其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场，并使粒子发射枪以P为轴在xoy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动（整个装置都处在真空中），求：
（1）带电粒子在磁场中运动的轨迹半径；
（2）荧光屏上闪光点的范围；
（3）荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间。

Answer 1

（1）
（2）
（3）

（1）由粒子在复合场中做匀速运动，有：          (1’)
　　　　　　撤去电场后，有　    (1’)
∴　粒子在磁场中运动的轨迹半径
　　　　　 (1’)
（2）画出右图可知，粒子最上端打在A点，最下端打在B点                (2’) 

　　　　　　　         (1’)
                        (1’)
∴
（3）粒子在磁场中做圆周运动的周期
　　　　　          (1’)
∴粒子在磁场中运动的时间可以忽略不计                       (1’)
　　　　　闪光点从最高点移到最低点的过程中，粒子枪转过的圆心角为  (1’)
　　　　　　∴　用时　                     (1’)