题目内容
【题目】如图所示,在坐标系xOy的第一象限内斜线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在x轴负半轴上有一接收屏GD,GD=2OD=d,现有一带电粒子(不计重力)从y轴上的A点,以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场,恰好垂直OC射出,并从x轴上的P点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场,粒子经磁场偏转后又垂直y轴进入匀强电场并被接收屏接收,已知OC与x轴的夹角为37°,OA=d,求:
(1)粒子的电性及比荷q/m;
(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度B′的大小;
(3)第三象限内匀强电场的电场强度E的大小范围。
【答案】(1)负 (2) (3) ≤E≤
【解析】(1)粒子运动轨迹如图所示,由左手定则可知粒子带负电。
由图知粒子在第一象限内运动的轨道半径R=d
由洛伦兹力提供向心力得Bqv0=m
联立得
(2)由图知OP=d,所以粒子在第四象限内做圆周运动的半径为
同理B′qv0=,联立得B′=
(3)粒子在匀强电场中做类平抛运动,由图知OQ=r+rsin 37°=2d
当电场强度E较大时,粒子击中D点,由类平抛运动规律知
=v0t
联立得Emax=
当电场强度E较小时,粒子击中G点,由类平抛运动规律知
=v0t
联立得Emin=
所以
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