如图所示,磁感应强度大小为B="0."15T,方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径R="0.10"m的圆形区域内,圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端跟荧光屏MN相切于x轴

◎ 题目

如图所示,磁感应强度大小为B="0." 15 T,方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径R="0.10" m的圆形区域内,圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端跟荧光屏MN相切于x轴上的A点。置于原点O的粒子源可沿x轴正方向射出速度=" 3." 0m/s的带正电粒子流,粒子重力不计,比荷为=" 1." 0C/kg。现以过O点并垂直于纸面的直线为轴,将圆形磁场逆时针缓慢旋转,求此过程中粒子打在荧光屏上的范围。

◎ 答案

变化到的过程中,逐渐增大,s也逐渐增大;当变化到的过程中,逐渐减小至零,s也逐渐减小至零.故粒子打在荧光屏上的范围s为0~0. 15 m。

◎ 解析

设粒子在磁场中沿OB弧做匀速圆周运动的半径为r,由牛顿第二定律得


0.20 m
如图所示,当圆的直径OD转动到与x轴的夹角为时,粒子从圆形磁场中的B点射出,粒子在磁场中的偏角为,打在荧光屏上的点到x轴的距离为s,由几何知识得

联立解得
代入数据并化简得m
最大时,s最大。如图,当D点与出射点B重合时,最大。由几何知识
,得
求得粒子打在荧光屏上最远点到x轴的距离为,此时
变化到的过程中,逐渐增大,s也逐渐增大;当变化到的过程中,逐渐减小至零,s也逐渐减小至零.故粒子打在荧光屏上的范围s为0~0. 15 m。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,磁感应强度大小为B="0."15T,方向垂直纸面向里的匀强磁场分布在半径R="0.10"m的圆形区域内,圆的左端跟y轴相切于直角坐标系原点O,右端跟荧光屏MN相切于x轴…”主要考查了你对  【磁场对通电导线的作用:安培力、左手定则】  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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