(14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

◎ 题目

(14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。

(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?
(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?

◎ 答案

(1)(2)

◎ 解析


试题分析:
(1)与隔板成450角的粒子进入磁场后的轨迹如图所示,

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              
到达隔板的位置与小孔0的距离为:
(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,

由图知面积为:   ⑥ 
代入得:   ⑦  
点评:本题考查带电粒子在有界磁场中的偏转,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。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(14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…”主要考查了你对  【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】  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。

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