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如图所示,矩形区域I和Ⅱ内存在分别为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,

网友投稿  2023-04-06 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,矩形区域I和Ⅱ内存在分别为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,磁场宽度及BB'、CC'之间的距离相同,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=300角进人磁场(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t0/5。求:
(1)粒子的比荷q/m;
(2)磁场区域I和Ⅱ的宽度d;
(3)速度为v0的粒子从O1到DD'所用的时间。

◎ 答案

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=3000




解得:
(3)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
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l、Ⅱ中运动时间均为t0/5,
穿过中间无磁场区域的时间为
总时间为:

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,矩形区域I和Ⅱ内存在分别为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,…”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。



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