首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
带电粒子在复合场中的运动
> 正文
返回
打印
如图所示,M、N为加速电场的两极板,M板中心有一小孔Q,其正上方有一半径为R1=1m的圆形磁场区域,圆心为O,另有一内半径为R1,外半径为m的同心环形磁场区域,区域边界与M板相
网友投稿 2023-04-12 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,M、N为加速电场的两极板,M板中心有一小孔Q,其正上方有一半径为R
1
=1m的圆形磁场区域,圆心为O,另有一内半径为R
1
,外半径为
m的同心环形磁场区域,区域边界与M板相切于Q点,磁感应强度大小均为B=0.5T,方向相反,均垂直于纸面。一比荷
C/kg带正电粒子从N板的P点由静止释放,经加速后通过小孔Q,垂直进入环形磁场区域。已知点P、Q、O在同一竖直线上,不计粒子的重力,且不考虑粒子的相对论效应。
(1)若加速电压
V,求粒子刚进入环形磁场时的速率v
0
;
(2)要使粒子能进入中间的圆形磁场区域,加速电压U
2
?
(3)在某加速电压下粒子进入圆形磁场区域,恰能水平通过圆心O,之后返回到出发点P,求粒子从Q孔进入磁场到第一次回到Q点所用的时间。
◎ 答案
解:(1)粒子在匀强电场中,由动能定理得:
①
解得
7
m/s ②
(2)粒子刚好不进入中间圆形磁场的轨迹如图所示,设此时粒子在磁场中运动的旋转半径为
r
1
在RtΔQOO
1
中有:
. ③
解得
r
1
=1m ④
由
,得
⑤
又由动能定理得:
⑥
联立④⑤⑥得:
V ⑦
所以加速电压
U
2
满足条件是:
U
2
>
V ⑧
(3)粒子的运动轨迹如图所示,由于
O
、
O
3
、
Q
共线且竖直,又由于粒子在两磁场中的半径相同为
r
2
,有
O
2
O
3
= 2
O
2
Q
= 2
r
2
由几何关系得∠
QO
2
O
3
=60°
故粒子从
Q
孔进入磁场到第一次回到
Q
点所用的时间为
t
= 2 (
T
+
T
) =
T
⑨
又
⑩
由⑨⑩得
t
≈3.66×10
-7
s
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,M、N为加速电场的两极板,M板中心有一小孔Q,其正上方有一半径为R1=1m的圆形磁场区域,圆心为O,另有一内半径为R1,外半径为m的同心环形磁场区域,区域边界与M板相…”主要考查了你对 【带电粒子在复合场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202304/443082.html
十二生肖
十二星座