题目内容

如图所示,空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场,电场强度为E、场区宽度为L。在紧靠电场右侧的圆形区域内,分布着垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B未知,圆形磁场区域半径为r。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后,在M点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从N点射出,O为圆心,∠MON=120°,粒子重力可忽略不计。求:

(1)粒子经电场加速后,进入磁场时速度的大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间。

(1)设粒子经电场加速后的速度为v,根据动能定理有

 qEL=mv2                (3分)

解得:   (2分)

(2)粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动,设其半径为R,因洛仑兹力提供向心力,

所以有qvB=               (2分)

由几何关系得   (3分)

所以         (2分)

(3)设粒子在电场中加速的时间为,在磁场中偏转的时间为

粒子在电场中运动的时间t1==            (2分)

粒子在磁场中做匀速圆周运动,其周期为       (2分)

由于∠MON=120°,所以∠MO'N=60°

故粒子在磁场中运动时间 t2=              (2分)

所以粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间t= t1+t2 =+    

                       (2分)


解析:

略

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