题目内容

如图10所示,在坐标系xoy平面的x>0区域内,有电场强度E=2×105N/C,方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20 T,方向与xoy平面垂直向里的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏MN,在x轴上的P(10,0)点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m=6.4×10-27kg,电量q=3.2×10-19C的带正电粒子,其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场,并使粒子发射枪以P为轴在xoy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动(整个装置都处在真空中),求:

(1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;

(2)荧光屏上闪光点的范围;

(3)荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间。

(1)

(2)

(3)


解析:

(1)由粒子在复合场中做匀速运动,有:           (1’)

      撤去电场后,有      (1’)

           ∴ 粒子在磁场中运动的轨迹半径

      (1’)

(2)画出右图可知,粒子最上端打在A点,最下端打在B点                 (2’) 

                 (1’)

                                      (1’)

           ∴

(3)粒子在磁场中做圆周运动的周期

                (1’)

∴粒子在磁场中运动的时间可以忽略不计                        (1’)

     闪光点从最高点移到最低点的过程中,粒子枪转过的圆心角为   (1’)

      ∴ 用时                       (1’)

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