题目内容
(12分)如图所示,一质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为300,同时进入场强为E、方向沿与x轴负方向成600角斜向下的匀强电场中,通过了b点正下方的c点,如图所示。粒子的重力不计,试求:
?(1) 圆形匀强磁场区域的最小面积;
?(2) 粒子从O点运动到b的时间;
(3) c点到b点的距离S.
【答案】
(1)带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力提供向心力
……(1分)其运动半径为……(1分)
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,在磁场区入射点和出射点的弦长为:……(2分)
要使圆形匀强磁场区域面积最小,其半径刚好为Oa的一半,则:
…………(1分)其面积为………(1分)
(2)带电粒子在磁场中轨迹圆弧对应的圆心角为120°,带电粒子在磁场中运动的时间为圆周运动周期的……………………(2分)
(3)带电粒子进入电场后,由于速度方向与静电力方向垂直,故做类平抛运动,
由运动的合成知识有:
S·sin30°=v0t…………(1分) S·cos30°=at2/2…………(1分)
而a=qE/m,联立解得:S=……………………………(2分)
【解析】略
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