题目内容

(16分)如图所示,在xOy平面内,x轴的上方分布有沿x轴负方向的场强E=1.2×103N/C的匀强电场,x轴的下方分布有垂直纸面向里的磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场。在x轴上有一个足够大的垂直于y轴的平板MN,平板上开有一个小孔P,P点距O点的距离Sx=3cm,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小均为2×105m/s,打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为×l07C/kg重力不计,求

(1)a粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2)经过准直管进入电场中运动的a粒子,到达y轴的位置与O点的距离。
(1)     (2)0.21m


试题分析:(1)a粒子在磁场中运动时,有洛伦兹力提供向心力有

解得
据几何关系得,能够进入小孔P的a粒子在磁场中的运动轨迹有两者可能
分别如图中Ⅰ、Ⅱ所示,
在磁场中运动周期:
沿轨迹Ⅰ到达P的时间为:
沿轨迹Ⅱ到达P的时间为:
(2)沿轨迹Ⅰ进入电场中的粒子,速度v1=v=2×105m/s
方向平行于y轴向上。
沿PO方向:

沿轨迹Ⅱ到达P孔的粒子,将打到管壁上,不能通过准直管,
所以a粒子到达y轴的位置距离O点的距离为
练习册系列答案
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