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 = 
  
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
       
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
  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
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐