题目内容
如图所示,一群(不计重力)质量为m,电量为q的带正电的粒子从左侧小孔进入电场强度为E,磁感应强度为B的速度选择器(方向如图所示)后,紧接着从右侧小孔进入垂直于纸面向外的两个匀强磁场区域,其磁感应强度分别为B和2B,从磁场Ⅰ的边界MN上的a点进入磁场Ⅰ,经过时间
穿过磁场Ⅰ后进入右边磁场Ⅱ并按某一路径再返回到磁场Ⅰ的边界MN上的某一点b(图中末画出),(途中虚线为磁场区域的分界面)求:
(1)带电粒子进入磁场时的速度;
(2)中间场区的宽度d;
(3)粒子从a点到b点所经历的时间tab;
(4)入射点a到出射点b的距离;![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/2014082412255703510205.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557004490.gif)
(1)带电粒子进入磁场时的速度;
(2)中间场区的宽度d;
(3)粒子从a点到b点所经历的时间tab;
(4)入射点a到出射点b的距离;
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/2014082412255703510205.jpg)
(1)
,所以,
。
(2)因为
,所以粒子在中间磁场通过的圆弧所对的圆心角为θ=300,![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557082662.gif)
因此中间场区的宽度![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557097711.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241225571132607.jpg)
(3)粒子在右边磁场中运动:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557128724.gif)
其圆弧对应的圆心角为α=120°则
,
根据对称性:
(4)由轨迹图得:![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241225572061110.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241225572223398.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557050447.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557066397.gif)
(2)因为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557066791.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557082662.gif)
因此中间场区的宽度
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557097711.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241225571132607.jpg)
(3)粒子在右边磁场中运动:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557128724.gif)
其圆弧对应的圆心角为α=120°则
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557160627.gif)
根据对称性:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824122557175719.gif)
(4)由轨迹图得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241225572061110.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241225572223398.jpg)
略
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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