题目内容
【题目】如图,相邻两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,设磁感应强度的大小分别为B1、B2。已知磁感应强度方向相反且垂直纸面,两个区域的宽度都为d,质量为m、电量为+q的粒子由静止开始经电压恒为U的电场加速后,垂直于区域Ⅰ的边界线MN,从A点进入并穿越区域Ⅰ后进入区域Ⅱ,最后恰好不能从边界线PQ穿出区域Ⅱ。不计粒子重力。求
(1)B1的取值范围;
(2)B1与B2的关系式。
【答案】(1) (2)
【解析】(1)设粒子经U加速后获得的速度为v,根据动能定理有: ①
在区域Ⅰ的磁场中偏转,有: ②
要使粒子能进入区域Ⅱ,必须: ③
联立得: ④
(2)两区域磁场方向相反(如Ⅰ垂直纸向处,Ⅱ垂直纸面向里),则粒子的运动轨迹如图线ACD。带电粒子在区域Ⅱ的磁场中偏转,由洛仑兹力提供向心力,由: ⑤
如图,则有: ⑥,
联立①②⑤⑥得: ⑦
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