题目内容

如图所示,在真空中,半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。在磁场右侧有一对平行金属板MN,两板间距离也为b,板长为2b。两板的中心线O1O2与磁场区域的圆心O在同一直线上,两板左端与O1也在同一直线上。有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径O O1并指向圆心O的方向进入磁场,当它从圆周上的O1点飞出磁场时,给MN板加上如右图所示的电压uMN。最后粒子刚好以平行于N板的速度,从N板的边缘飞出。不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力。⑴求磁场的磁感应强度B的大小;⑵求交变电压的周期T和电压U0的值;⑶若t=T/2时刻,将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2 O1,仍以速率v0射入MN之间,求粒子从磁场中射出的点QP点的距离。

n=1,2,3);n=1,2,3)(提示:如下图所示,进入电场后,粒子水平方向做匀速运动,竖直方向前半周期做初速为零的匀加速运动,后半周期做末速为零的匀减速运动,整数个周期末,竖直分速度为零,粒子实际速度向右。设经历n个周期刚好从N板右端射出,则水平方向上nTv0=2b,竖直方向上。)⑶2b(提示:根据上一问的答案,粒子水平向左射出电场,并以水平速度v0P点进入磁场。由于粒子的轨迹半径和磁场圆的半径相同,因此射入点P、射出点Q、磁场圆圆心O、轨迹圆圆心O´恰好组成菱形。)
练习册系列答案
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