题目内容
【题目】如图所示,真空中有一以O点为圆心的圆形匀强磁场区域,半径为R=0.5m,磁场垂直纸面向里.在y>R的区域存在沿-y方向的匀强电场,电场强度为E=1.0×105v/m.在M点有一正粒子以速率v=1.0×106m/s沿+x方向射入磁场,粒子穿出磁场进入电场,速度减小到0后又返回磁场,最终又从磁场离开。已知粒子的比荷为q/m=1.0×107c/kg,粒子重力不计.
(1)求圆形磁场区域磁感应强度的大小;
(2)求沿+x方向射入磁场的粒子,从进入磁场到再次穿出磁场所走过的路程
【答案】(1)(2)
【解析】
试题分析:(1)沿+x方向射入磁场的粒子进入电场后,速度减小到0,粒子一定是 从如图1的P点射出磁场,逆着电场线运动,所以粒子在磁场中做圆周运动的半径
根据,得,得代入数据得
(2)粒子返回磁场后,经磁场偏转后从N点射出磁场,MN为直径,粒子在磁场中的路程为二分之一圆周长
设在电场中的路程为s2,根据动能定理得,
总路程代入数据得
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