如图所示,直角坐标系xoy所决定的平面内,在平行于x轴的虚线MN上方、x<0的区域存在着沿x轴正方向的匀强电场;在x>0的某区域存在方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未
◎ 题目
如图所示,直角坐标系xoy所决定的平面内,在平行于x轴的虚线MN上方、x<0的区域存在着沿x轴正方向的匀强电场;在x>0的某区域存在方向垂直于坐标平面的圆形有界匀强磁场(图中未画出).现有一比荷k=
(1)粒子从O点射出时速度υ与y轴间的夹角θ. (2)P、O两点间的电势差U. (3)Q点的横坐标x. (4)圆形有界匀强磁场的最小面积S. |
◎ 答案
(1)带电粒子在匀强电场中y轴方向上做匀速直线运动,x轴方向上做匀加速直线运动,将O点的速度分解,有: cosθ=
解得θ=60°. (2)根据动能定理得,qU=
因为比荷k=
代入数据解得:U=6V. (3)根据qvB=m
带电粒子在匀强磁场中的轨道半径:R=
根据几何关系得:x=R+
(4)以粒子在匀强磁场中运动的轨迹的初末两点连线为圆的直径,该圆的面积为匀强磁场的最小面积. 该圆的半径r=Rsin60°=
则S=π
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