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高中物理
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电磁学
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磁场
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带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
1. 现代科学研究中,经常用磁场和电场约束带电粒子的运动轨迹,如图所示,有一棱长为L的正方体电磁区域
, 其中M、N分别为棱ab、棱gh的中点,以棱ef中点O为坐标原点、以ON为x轴正方向、OM为y轴正方向、Oe为z轴正方向建立三维坐标系
, 正方体区域内可能单独或同时存在沿z轴负方向的匀强电场E及匀强磁场B,在O点有一粒子源,沿x轴正方向发射不同速率的带电粒子,粒子质量均为m,电荷量均为
, 且粒子入射速度在
范围内均匀分布,已知磁感应强度大小为
, 电场强度大小为
, 不计粒子的重力和粒子间的相互作用,取
。
(1) 若正方体区域内只存在磁场,求入射速度大小为
的粒子在该区域中运动的时间;
(2) 若正方体区域内同时存在电场和磁场,求入射速度大小为
的粒子从该区域射出的位置的坐标;
(3) 若正方体区域内同时存在电场和磁场,求从正方体上表面
射出的粒子数占粒子总数的百分比。