题目内容
(12分)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。
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(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?请画出轨迹图,并求解。
(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?请画出图示,并求解。
【答案】
(1)
(2)![]()
【解析】
试题分析:与隔板成450角的粒子进入磁场后的轨迹如图所示,
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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
④ 到达隔板的位置与小孔0的距离为:L=
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,
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由图知面积为:
⑥ 代入得:
⑦
考点:本题考查带电粒子在有界磁场中的偏转,
点评:根据洛伦兹力提供向心力和圆周运动的周期公式求得运动时间,根据半径与R的关系求出半径,分析所有粒子可能的运动轨迹,画出轨迹图,根据几何关系进行求解
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