如图所示为某一仪器的部分原理示意图,虚线OA、OB关于y轴对称,,OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场,电场强度大小相等、方向相反。带
◎ 题目
如图所示为某一仪器的部分原理示意图,虚线OA、OB关于y轴对称,, OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场,电场强度大小相等、方向相反。带电粒子自x轴上的粒子源P处以速度v0沿y轴正方向射出,经时间t到达OA上的M点,且此时速度与OA垂直。已知M到原点O的距离OM = a,不计粒子的重力。求: (1)匀强电场的电场强度E的大小; (2)为使粒子能从M点经Ⅱ区域通过OB上的N点,M、N点关于y轴对称,可在区域Ⅱ内加一垂直xOy平面的匀强磁场,求该磁场的磁感应强度的最小值和粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标; (3)当匀强磁场的磁感应强度取(2)问中的最小值时,且该磁场仅分布在一个圆形区域内。由于某种原因的影响,粒子经过M点时的速度并不严格与OA垂直,成散射状,散射角为,但速度大小均相同,如图所示,求所有粒子经过OB时的区域长度。 |
◎ 答案
(1)(2)所以Q点的坐标为(,0)速度方向沿负y方向 (3)GH=2r sinθ=2v0tsinθ |
◎ 解析
(1)粒子在Ⅰ区域内做类平抛运动, (1分) vx= v0 (1分) 解得 (1分) (2) 粒子在Ⅰ区域内在y方向上的位移y1= v0t (1分) OM=y1=v0t (1分) 粒子在Ⅱ区域内做匀速圆周运动,其轨道半径R≤OM1=v0t (1分) 又因为 (1分) ≥=,即Bmin= (1分) 粒子进入Ⅲ区域后,其运动轨迹NQ与PQ对称,则OQ=OP== 所以Q点的坐标为(,0) (1分) 速度方向沿负y方向 (1分) (3)该圆形磁场区域的半径r等于其轨迹圆半径R,即r=R=v0t (2分) 所有粒子出磁场时速度方向平行,其落点在直线OB上的GH两点之间,如图(2分) GH=2rsinθ=2v0tsinθ (2分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示为某一仪器的部分原理示意图,虚线OA、OB关于y轴对称,,OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场,电场强度大小相等、方向相反。带…”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。- 最新内容
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下一篇:如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核()沿着与+x成角方向释
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