如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向外,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 磁场,地磁场/2023-04-12 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-T,方向垂直于纸面向外,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×10N/C。在x=2m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:
(1)该粒子进入电场时的速度和粒子在磁场中的运动时间。
(2)该粒子最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。
(3)求荧光屏上出现发光点的范围

◎ 答案

(1)由题意可知:粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R="r=0.5m " (2分)
由牛顿运动定律得 Bqv=                                   (1分)     
可得粒子进入电场时的速度v= (1分) 
在磁场中运动的时间t1=(2分)
(2)粒子在磁场中转过120°角后从P点垂直电场线进入电场,如图所示,

在电场中的加速度大小a=  (1分)   
粒子穿出电场时vy=at2=   (1分)
tanα=   (1分)
在磁场中y1="r=0.5m      " (1分)
在电场中侧移y2=       (2分)
飞出电场后粒子做匀速直线运动y3=L2tanα="(2-0.5-0.5)×0.75=0.75m " (1分)
故y=y1+y2+y3="0.5m+0.1875m+0.75m=1.4375m                        " (1分)
则该发光点的坐标(2 ,1.4375)                             
(3)r=R,所有的带电粒子都平行于x轴射出磁场。(1分)
yP’=yA+r=1.9375 m
yO’=yA-r=0.9375 m  (1分)
故,P’ (2 ,1.9375)   O’ (2 ,0.9375)
P’ O’之间都有发光点(1分)

◎ 解析

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3T,方向垂直于纸面向外,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1=0.5m…”主要考查了你对  【磁场,地磁场】  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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