(1)甲在电场中做类平抛运动,
由牛顿第二定律得:ay=
,qE m
水平方向:L=v甲t,竖直方向:L=
ayt2,1 2
解得:t=
,v甲=
2mL qE
;
qEL 2m (2)粒子运动轨迹如图所示:
设乙在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为R,周期为T
由牛顿第二定律得:qvB=m
,
v
R
根据运动的对称性,乙由a经b到达c点的运动轨迹如图所示,
其中x是每段圆弧轨迹对应的弦线长,设n为由a至b对应的圆弧段数L=nx,
由几何关系得:
R=x,R=
2
,L
n
2
当n为奇数时,所有弧长对应的圆心角总和为:θ1=n
+nπ 2
=2nπ,3π 2
由a经b到达c点的总时间为t=
×θ1 2π
=2πm qB
;B=nπ
2mL qE
(n=1、2、3…),v乙=π
2mE qL
;
qEL m
当n为偶数时,所有弧长对应的圆心角总和为θ2=n
+nπ 2
=nπ,π 2
由a经b到达c点的总时间为t=
×θ2 2π
=2πm qB
,B=nπ
2mL qE
(n=2、4、6…),v乙=
mE 2qL
π 2
;
qEL m
答:(1)甲的速率v甲和甲从a到c经历的时间t=
;
2mL qE
(2)当n为奇数时,速率:v乙=π
,磁感应强度:B=nπ
qEL m
(n=1、2、3…);
2mE qL
当n为偶数时,速率v乙=
π 2
,磁感应强度:B=nπ
qEL m