题目内容
如下图所示,在真空室内x轴正半轴点固定一负的点电荷,电量。点电荷左侧的电场分布以y轴为界限。在x轴负半轴远离原点某处有一粒子放射源不断沿x轴正向放射出速度相同的带正电的粒子。粒子质量,电量,速率。为使带电粒子进入y轴右侧后作匀速圆周运动,最终打在位于x正半轴点电荷右侧的荧光屏上(未画出),可在y轴左侧加一个方向垂直纸面向外、圆心在x轴上的圆形匀强磁场区域,其磁感应强度。不计粒子重力,静电力常数。求:
(1)所加圆形匀强磁场区域的圆心坐标。
(2)所加磁场的区域半径。
(1)设粒子进入电场中做匀速圆周运动的轨道半径为r
由题意可知:要使粒子进入电场时作匀速圆周运动,须满足粒子必须在N点进入电场(如图所示),且MN=r,进入电场时速度方向垂直于MN
由几何关系可得ON=0.3(m) 磁场圆心坐标为
(2)设粒子在磁场中的运动轨道半径为R
如图所示:由几何关系可得所加磁场区域的半径
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