如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度为B=0.332T的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过小孔O可以沿不同方向向磁场区域发射速率均

◎ 题目

如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度为B=0.332T的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过小孔O可以沿不同方向向磁场区域发射速率均为的带电粒子,粒子的电荷量为,质量为,设所有射入磁场的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)求粒子在磁场中运动的半径r和周期T;
(2)P点为隔板上的一点,距O点距离为0.2m,某粒子进入磁场后恰好打在P点,求该粒子在磁场中可能的运动时间;
(3)求所有从O点射入磁场的带电粒子在磁场中可能经过的区域的面积;
(4)若有两个粒子先后相差T的时间射入磁场,且两粒子恰好在磁场中某点Q(图中未画出)相遇,求Q点与0之间的距离。

◎ 答案

解:(1)

(2)如图所示,图中三角形为等边三角形,圆弧对的圆心角为
可能的运动时间为

(3)所有通过O点射入的带电粒子可能经过的区域如图所示

面积为:
(4)如图所示,两粒子在磁场中运动的圆周分别如实线和虚线圆所示弧OaQ和ObQ分别为两粒子相遇前在磁场中的运动轨迹,
设粒子在弧OaQ上运动的时间为t, 则有:

即圆弧OaQ对应的圆心角为

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度为B=0.332T的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过小孔O可以沿不同方向向磁场区域发射速率均…”主要考查了你对  【带电粒子在匀强磁场中的运动】  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。

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