题目内容

【题目】如图所示,三块挡板围成截面边长L1.2m的等边三角形区域,C、P、Q分别是MNAMAN中点处的小孔,三个小孔处于同一竖直面内,MN水平,MN上方是竖直向下的匀强电场,场强E=4×10-4N /C。三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1AMN以外区域有垂直纸面向外, 磁感应强度大小为B23B1的匀强磁场。现将一比荷q/m=108C/kg的帯正电的粒子,从O点由静止释放,粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场,经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场。已知粒子最终回到了O点,OC相距2m。设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失,且电荷量不变,不计粒子重力,不计挡板厚度,取π3。求:

1)磁感应强度B1的大小;

2)粒子从O点出发,到再次回到O点经历的时间;

3)若仅改变B2的大小,当B2满足什么条件时,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点(若粒子经过A点立即被吸收)。

【答案】123

【解析】

1)粒子从OC即为在电场中加速,则由动能定理得:

解得v=400 m/s

带电粒子在磁场中运动轨迹如图所示。

由几何关系可知

代入数据得

2)由题可知B2=3B1=2×10-5T

由运动轨迹可知:进入电场阶段做匀加速运动,则

得到t1=0.01s

粒子在磁场B1中的周期为

则在磁场B1中的运动时间为

在磁场B2中的运动周期为

在磁场B2中的运动时间为

则粒子在复合场中总时间为:

3)设挡板外磁场变为,粒子在磁场中的轨迹半径为r,则有

根据已知条件分析知,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点,需满足条件,其中k=0123……

解得

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网