题目内容
如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过O点可以从不同方向向磁场区域发射电量为+q,质量为m,速率为
的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)如图乙所示,与隔板成450角的粒子,经过多少时间后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置与小孔的距离为多少?
(2)所有从O点射入的带电粒子在磁场中可能经过区域的面积为多少?
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(1)与隔板成450角的粒子进入磁场后的轨迹如图所示,设粒子在磁场中的运动半径为R,则有:
①
粒子在磁场中运动的周期:
②
由于粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角为2700,则粒子在磁场中运动的时间为:
③
由①②③得
到达隔板的位置与小孔0的距离为:
⑤
(2)所有通过O点射入的带电粒子可能经过的区域如图所示,
由图知面积为:
⑥
代入得:
⑦
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