11.(2009·福建高考)图11所示为可测定比荷

的某装置的简化示意图,在第一象限区

域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁

感应强度大小B=2.0×10-3T,在x

上距坐标原点L=0.50 m的P处为粒子        图11

的入射口,在y轴上安放接收器.现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104 m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50 m的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m、电荷量为q,不计其重力.

(1)求上述粒子的比荷;

(2)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图11中画出该矩形.

解析:(1)设粒子在磁场中的运动半径为r.如图甲所示,

依题意MP连线即为该粒子在磁场中做匀速圆周运

动的直径,由几何关系得 r=        ①

由洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力,

可得

qvBm                   ②

联立①②并代入数据解得

=4.9×107C/kg(或5.0×107C/kg)              ③

(2)如图乙所示,所求的最小矩形是MM1P1P,该区域面积

S=2r2                                     

联立①④并代入数据得

S=0.25 m2

矩形如图乙中MM1P1P(虚线)所示.

答案:(1)4.9×107 C/kg(或5.0×107 C/kg)

(2)0.25 m2 图见解析

 0  138918  138926  138932  138936  138942  138944  138948  138954  138956  138962  138968  138972  138974  138978  138984  138986  138992  138996  138998  139002  139004  139008  139010  139012  139013  139014  139016  139017  139018  139020  139022  139026  139028  139032  139034  139038  139044  139046  139052  139056  139058  139062  139068  139074  139076  139082  139086  139088  139094  139098  139104  139112  447348 

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