图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B,在X轴上距坐标原点L的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正
◎ 题目
图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B,在X轴上距坐标原点L的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不计其重力。 (1)求上述粒子的比荷; (2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向; (3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积。 |
◎ 答案
(1) (2)方向竖直向上(3) |
◎ 解析
试题分析: (1)设粒子在磁场中的运动半径为r。依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径,由几何关系得 ① 由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力,可得 ② 联立①②并代入数据得 ③ (2) 设所加电场的场强大小为E。当粒子经过Q点时,速度沿y轴正方向,依题意在此时加入沿x轴正方向的匀强电场,电场力与此时洛伦兹力平衡,则有 ④ 代入得 ⑤ 所加电场的场强方向沿y轴正方向。 (3) 如所求的最小矩形是,该区域面积 ⑨ 矩形如图中(虚线) 点评:本题考查了带电粒子在磁场中的圆周运动,这类题目一般需要将粒子的轨迹画出找出正确的等式关系求解。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“图为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B,在X轴上距坐标原点L的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正…”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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上一篇:如图所示,虚线框内为一长方形区域,内有匀强磁场,一束质子以不同的速度从O点垂直磁场方向射入后,分别从a、b、c、d四点射出.比较它们在磁场的运动时间是()A.B.C.D.
下一篇:如图,半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0)。质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域
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