為了探測帶電粒子，研究人員設(shè)計了如圖甲所示的裝置。紙面內(nèi)存在一個半徑為R、圓心為O'的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，該磁場區(qū)域在垂直紙面的方向上足夠長。以O(shè)'右邊的O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立一平面直角坐標(biāo)系xOy,O和O'兩點(diǎn)間距離為2R。y軸與OO'連線垂直，x軸（圖甲中未畫出）正方向垂直紙面向里，在xOy平面內(nèi)存在一個足夠大的探測屏。紙面內(nèi)圓形磁場區(qū)域正下方存在一個長度為R且與y軸垂直的線狀粒子源MN，O'在MN的中垂線上，O'到MN的垂直距離為1.5R。該粒子源各處均能持續(xù)不斷的發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，粒子發(fā)射時的速度大小均相同，方向均沿y軸正方向，從粒子源MN中點(diǎn)發(fā)射的粒子離開磁場時速度恰好沿O'O方向，不計粒子重力和粒子間相互作用力。
（1）求粒子發(fā)射時的速度大小v0；
（2）求粒子源左端點(diǎn)M與右端點(diǎn)N發(fā)射的粒子從發(fā)射到打到屏上所經(jīng)歷的時間之差Δt；
（3）若在圓形區(qū)域內(nèi)再加上一個沿x軸正方向、場強(qiáng)E=qRB2m且足夠長的勻強(qiáng)電場，此時從粒子源發(fā)射的粒子都能打到探測屏上，其中，粒子源中點(diǎn)發(fā)射的粒子打在屏上的P點(diǎn)，如圖乙所示，求該粒子打到屏上時的速度大小vP；
（4）在（3）問條件下，求從粒子源右端點(diǎn)N發(fā)射的粒子打在屏上的位置坐標(biāo)。
E
=
q
R
B
2
m
【考點(diǎn)】帶電粒子由磁場進(jìn)入電場中的運(yùn)動；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動；從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：65引用：1難度：0.4
相似題
-
1．如圖所示，在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在x軸的下方有一方向平行x軸向左的勻強(qiáng)電場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為U的電場加速，并從y軸上的A點(diǎn)垂直y軸進(jìn)入第一象限，而后從x軸上的P處以與x軸正方向夾角為60°的方向進(jìn)入第四象限，最后到達(dá)y軸上的Q點(diǎn)（圖中未畫出）。已知電場的電場強(qiáng)度大小，不考慮粒子受到的重力，則（ ?。?/h2>E=BqU6m發(fā)布：2024/12/20 7:0:1組卷：102引用：1難度：0.3 -
2．如圖所示，平行邊界M、N間有垂直邊界向右的勻強(qiáng)電場，勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為E=103V/m,平行邊界N、P間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，相鄰邊界間距均為L=0.2m,一個質(zhì)量為m=10-11kg、電荷量為q=10-7C的帶正電的粒子從電場中緊靠邊界M的O點(diǎn)，以垂直電場方向向上、大小為v0=2×103m/s的初速度射入電場，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，粒子進(jìn)入磁場，粒子剛好不從磁場的邊界P射出磁場。不計粒子的重力，求：
（1）粒子從O開始第一次運(yùn)動到邊界N時速度的大小；
（2）勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；
（3）粒子第一次在磁場中運(yùn)動的時間。發(fā)布：2024/12/20 2:30:1組卷：176引用：4難度：0.5 -
3．如圖所示，在y＞0的空間中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，在y＜0的空間中存在方向垂直xOy平面（紙面）向外的勻強(qiáng)磁場，一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，比荷C/kg,自y軸上的P1點(diǎn)以速率v0=10m/s沿x軸正方向射入電場；然后經(jīng)過x軸上的P2點(diǎn)進(jìn)入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O返回第一象限。已知OP1=d=1m,OP2=2qm=13×10-2m,不計粒子重力。求：3d=23
（1）電場強(qiáng)度E的大小；
（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；
（3）粒子從點(diǎn)P1到第一次經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)O所用的時間t。發(fā)布：2024/12/15 17:30:1組卷：458引用：1難度：0.6
把好題分享給你的好友吧~~