题目内容
【题目】高能粒子是研究物质基元结构最有用的工具,科学家们经常要用一些特殊的装置对粒子进行探测和控制. 如图甲所示,一质量为m、带电量为+q的粒子从x轴上A点(-l,0)位置以速度沿着y轴正方向射出,之后粒子到达y轴上的B点(0,l). 不计粒子的重力.
(1)若空间仅存在方向垂直纸面的匀强磁场,求磁感应强度;
(2)若空间仅存在沿x轴正方向的匀强电场,求电场强度;
(3)如图乙所示,一群粒子从A点以大小为v的速度沿纸面射出,速度方向在沿x轴正方向至y轴正方向的90°范围内. 若仅在x轴上方存在一方向垂直纸面、磁感应强度大小为B的有界匀强磁场,所有粒子经磁场后汇聚到x轴上的C点(l,0)位置,不计粒子间的相互作用力,求磁场区域边界的坐标方程.
【答案】(1) (2)
(3)
(
)
【解析】
(1)由洛伦兹力提供向心力可知;
而
r=l
解得
(2)由类平抛运动的规律可知;
解得
(3)设磁场的边界坐标为(x,y),根据对称性,可得粒子偏转的圆心必定在y轴上,设粒子运动半径为r,由相似三角形可得:
(
)

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