37、如图(a)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,磁场方向与纸面垂直.在磁场右侧有一对平行金属板M和N,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的带电粒子,以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向圆心O的方向进入磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如图(b)所示电压u.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.

(1)求磁场的磁感应强度B;

(2)求交变电压的周期T和电压U0的值;

(3)若t = 时,将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1,仍以速率v0射入M、N之间,求粒子从磁场中射出的点到P点的距离.

(1)粒子自P点进入磁场,从O1点水平飞出磁场,运动的半径必为b,………(1分)

  …………………………(1分)

解得   ………………………………………(1分)

由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向外…………………(1分)

(2)粒子自O1点进入电场,最后恰好从N板的边缘平行飞出,设运动时间为t,则

2b = v0t …………………………………………………(1分)

 …………………(1分)

t = nT(n=1,2,…) ………………………………(1分)

解得   (n=1,2,…) …………………(1分)

 (n=1,2,…) ……………………………(1分)

(3)当t = 粒子以速度v0沿O2O1射入电场时,则该粒子恰好从M板边缘以平行于极板的速度射入磁场,且进入磁场的速度仍为v0,运动的轨道半径仍为b.…(2分)

设进入磁场的点为Q,离开磁场的点为R,圆心为O3,如图所示,四边形OQ O3R是菱形,故O R∥ QO3.……………………(2分)

所以P、O、R三点共线,即POR为圆的直径.即PR间的距离为2b.………(1分)

 0  332553  332561  332567  332571  332577  332579  332583  332589  332591  332597  332603  332607  332609  332613  332619  332621  332627  332631  332633  332637  332639  332643  332645  332647  332648  332649  332651  332652  332653  332655  332657  332661  332663  332667  332669  332673  332679  332681  332687  332691  332693  332697  332703  332709  332711  332717  332721  332723  332729  332733  332739  332747  447090 

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