◎ 题目
如图所示,直角坐标系的y轴左方为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B;垂直x轴竖直放置一个足够大接收屏PQ,它离原点距离为og=L/2;直角坐标系的第一象限和第四象限的abco、ocdf均是边长为L的正方形,内各有一垂直纸面方向的半径为L的1/4圆形匀强磁场区域, 磁感应强度的大小均为B。bd为一线状发射装置,射出一束质量为m、电荷量为e的电子,以相同的初速度沿纸面垂直于bd边射入两个正方形区域,电子从bd边上的任意点入射,都只能从原点o射出进入y轴左方磁场。(不考虑电子之间的相互作用,不计重力)求 (1)第一象限和第四象限中匀强磁场区域的磁感应强度的方向 (2)电子沿纸面垂直于bd边射入初速度大小v0 (3)电子打到接收屏PQ上的范围 (4)打在接收屏上的电子在磁场中运动的最长时间t |
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◎ 答案
解:(1)从bd进入的电子都从o点射出,考虑电子带负电,根据左手定则判断,第一象限的磁场方向为垂直纸面向外,第四象限的磁场方向为垂直纸面向内 (2)考虑从b点射入的电子从o点射出,轨迹如图红线所示,其圆周运动的半径R=L ∵evB=m ∴R=,v0= (3)所有进入圆形区域的粒子经磁场偏转后,都从原点o射出,进入y轴左方磁场,且在磁场中都做匀速圆周运动,半径仍为L,其中从o点沿-y方向进入磁场的电子打在屏上最低点h,圆心为,由图可知: |
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而从o点沿某方向进入的电子,其圆轨迹在i点恰与圆相切,该i点为屏最高位置,如图蓝线所示,圆心为,交y轴为j点。
接收屏被电子打中范围从位置到位置。 (4)在所有达到屏上的电子中,只有从b点射入的电子在磁场中运动时间最长,它在圆形区域的运动时间 它在y轴左侧区域运动时间为t2
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◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,直角坐标系的y轴左方为垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度的大小为B;垂直x轴竖直放置一个足够大接收屏PQ,它离原点距离为og=L/2;直角坐标系的第一象限和第四象…”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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