题目内容
如图所示,一矩形区域abcd内存在方向垂直纸面向里的、磁感应强度大小为B1的匀强磁场,ad边长为L1,ab边长为
.ad边上有一点O距d点
,方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ = 30°、大小为v0的带正电粒子,已知粒子质量为m,电量为q,粒子重力不计。
求:(1)若粒子从ad射出磁场,求粒子在磁场中运动的时间t;
(2)粒子能从bc边上射出磁场的v0大小范围;
(3)若在矩形区域abcd右侧紧挨着一宽为L2的,足够长的带状匀强磁场区域,充满方向垂直纸面向外的、磁感应强度大小为B2的匀强磁场。欲使粒子从ef边界穿出时的速度方向与O点的方向相同。试判断B1、B2、L1、L2的大小关系。
![]()
(1)(5分)由
和
可得:
(1分)
从ad射出磁场时,对应的圆心角
(2分)
由
得:
(2分)
(2)(6分)当粒子运动的轨迹与bc边相切时,对应的圆周运动的半径最小为Rmin,由几何关系得:
解得:
(2分)
当粒子运动的轨迹与dc边相切时,对应的圆周运动的半径最大为Rmax,由几何关系得:
解得:
(2分)
由
得
相对应的速度范围为:
(2分)
(3)(7分)如图所示,设粒子射出磁场I区时速度与水平方向的夹角为
,由几何知识可得
(2分)
(2分)
联立解得
(3分)
![]()
![]()
如图所示,在一矩形区域内,不加磁场时,不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左边界射入,穿过此区域的时间为t.若加上磁感应强度为B?水平向外的匀强磁场,带电粒子仍以原来的初速度入射,粒子飞出时偏离原方向60°.利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个( )![]()
| A.带电粒子的比荷 |
| B.带电粒子在磁场中运动的周期 |
| C.带电粒子的初速度 |
| D.带电粒子在磁场中运动的半径 |