题目内容

如图所示,内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U,靠近M板处静止释放质量为m、 电量为q的正离子,经过电场加速后从N板小孔射出,并沿圆环直径方向射入磁场,不计离子的重力,忽略平行板外的电场。求:

(1)离子从N板小孔射出时的速率;

(2)离子在磁场中做圆周运动的周期;

(3)要使离子不进入小圆区域,电压U的取值范围。

 

(1)(2)(3)

【解析】

试题分析:(1)设离子射入匀强磁场时的速率为v,由动能定理得:

...... 3分

......2分

(2)设离子在磁场中做圆周运动的半径为R,离子所受洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可可得: 2分

1分

(3)若离子恰好不进入小圆,设离子

与小圆相切时轨道半径为R0,此时轨迹如图所示

由几何关系得: ......2分

解得: ......1分

......1分

......1分

......1分

联立解得 ......2分

考点:考查了带电粒子在电场中的偏转,在有界磁场中的运动

 

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