如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,两磁场
◎ 题目
如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,两磁场宽度及BB′与CC′之间的距离均相同。某种带正电的粒子从AA′上的O1处以大小不同的速度沿与O1A成α=30°角进入磁场(如图所示,不计粒子所受重力),当粒子的速度小于某一值时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间均为t0;当速度为v0时,粒子在区域Ⅰ内的运动时间为。求: ⑴粒子的比荷; ⑵磁场区域Ⅰ和Ⅱ的宽度d; ⑶速度为v0的粒子从O1到DD′所用的时间。 |
◎ 答案
(1) (2) (3)t= |
◎ 解析
试题分析:解:(1)若速度小于某一值时粒子不能从BB′ 离开区域Ⅰ,只能从AA′边离开区域Ⅰ。则无论粒子速度大小,在区域Ⅰ中运动的时间相同。轨迹如图所示(图中只画了一个粒子的轨迹)。 则粒子在区域Ⅰ内做圆周运动的圆心角为φ1=300o 由Bqv= 得:粒子做圆周运动的周期 T = 由 解得: (2)速度为v0时粒子在区域I内的运动时间为,设轨迹所对圆心角为φ2。 由 得: 所以其圆心在BB′上,穿出BB′ 时速度方向与BB′ 垂直,其轨迹如图所示,设轨道半径为R 由 得: (3)区域I、Ⅱ宽度相同,则粒子在区域I、Ⅱ中运动时间均为 穿过中间无磁场区域的时间为t′ = 则粒子从O1到DD′所用的时间t= 点评:带电粒子在匀强磁场中的运动是整个高中的重点,也是高考的必考的内容,粒子的运动过程的分析是解题的关键. |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,矩形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界,四者相互平行),磁感应强度大小均为B,矩形区域的长度足够长,两磁场…”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:如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场磁感应强度的大小为B.某种质量为m,电荷量q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右
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