联立①②式得
③
(2)设粒子在磁场中做圆周运动的周期为T,第一次在磁场中飞行的时间为t1,有
④
⑤
依题意,匀强电场的方向与x轴正向夹角应为150°。由几何关系可知,粒子再次从O点进入磁场的速度方向与磁场右边界夹角为60°。设粒子第二次在磁场中飞行的圆弧的圆心为O″,O″必定在直线OC上。设粒子射出磁场时与磁场右边界交于P点,则∠OO″P=120°。
设粒子第二次进入磁场在磁场中运动的时间为t2,有
⑥
设带电粒子在电场中运动的时间为t3,依题意得
⑦
由匀变速运动的规律和牛顿定律可知,
-v=v-at3 ⑧
⑨
联立④⑤⑥⑦⑧⑨可得
⑩
(3)粒子自P点射出后将沿直线运动。设其由P′点再次进入电场,由几何关系知∠O″P′P=30°
三角形OPP′为等腰三角形。设粒子在P、P′两点间运动的时间为t4,有
又由几何关系知
联立②式得