题目内容

坐标原点O处有一放射源,它向xOy平面内的x轴下方各个方向发射速度大小都是v0粒子,粒子的质量为m、电量为q;在0<y<d的区域内分布有指向y 轴正方向的匀强电场,在y≥d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度B=,ab为一块很大的平面感光板,在磁场内平行于x轴放置,如图所示。测得进入磁场的a粒子的速率均为2v0,观察发现此时恰好无粒子打到ab板上。(粒子的重力忽略不计)
(1)求电场强度的大小;
(2)求感光板到x轴的距离;
(3)磁感应强度为多大时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被粒子打中的区域的长度。
(1)  (2)  (3)
(1)根据动能定理:   ------ (2分)
由于 可得: 场强大小为      ------ (1分)
(2)对于沿x轴负方向射出的粒子进入磁场时与x轴负方向夹角  ------ (1分)
其在电场中沿x方向的位移        ------ (2分)                                                 
易知若此粒子不能打到ab板上,则所有粒子均不能打到ab板,因此此粒子轨迹必与ab板相切      ------ (2分)
根据洛伦兹力提供向心力------(1分)
可得其圆周运动的半径 ------ (2分)
  ------ (1分)

(3)易知沿x轴正方向射出的粒子若能打到ab板上,则所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切。可知此时   ------ (1分)
     ------ (1分)

磁感应强度为原来的,即当恰好所有粒子均能打到板上      ------ (1分)
ab板上被打中区域的长度         ------ (3分)
练习册系列答案
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