题目内容
如图所示,圆心为原点、半径为的圆将平面分为两个区域,即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ。区域Ⅰ内有方向垂直于平面的匀强磁场。平行于x轴的荧光屏垂直于平面,放置在直线的位置。一束质量为、电荷量为q、速度为的带正电粒子从坐标为(,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,粒子全部垂直打在荧光屏上坐标为(0,-2R)的点。若区域Ⅱ中加上平行于x轴的匀强电场,从A点沿x轴正方向以速度2射入区域Ⅰ的粒子垂直打在荧光屏上的N点。不考虑重力作用,求:
(1)在区域Ⅰ中磁感应强度B的大小和方向。
(2)在区域Ⅱ中电场的场强为多大?MN两点间距离是多少?
(1), 方向垂直纸面向外;(2)
解析试题分析: (1)如图所示,粒子在区域Ⅰ中运动四分之一圆周后,从C点沿y轴负方向打在M点,轨迹圆心是O1点。
半径为r1=R
洛仑兹力充当向心力,解得, 方向垂直纸面向外 (1分)
(2)当2v0速度射入,粒子在区域Ⅰ中作圆周运动半径为2R
由右图及几何关系可知:
, 由数学知识可知:,
粒子进入电场后y轴方向做匀速直线运动,则时间
粒子在x轴方向做匀减速直线运动,则: 又 联立得:
考点: 带电粒子在复合场中的运动
练习册系列答案
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速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是
A.该束带电粒子带正电 |
B.速度选择器的P1极板带负电 |
C.能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于EB1 |
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0,粒子的比荷越大 |