如图所示,在xOy平面的第Ⅰ象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,在第Ⅳ象限内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。P点是x轴上的一点,横坐标为x0。现在原点O处放

◎ 题目

如图所示,在xOy平面的第Ⅰ象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,在第Ⅳ象限内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为BP点是x轴上的一点,横坐标为x0。现在原点O处放置一粒子放射源,能沿xOy平面,以与x轴成45°角的恒定速度v0向第一象限发射某种带正电的粒子。已知粒子第1次偏转后与x轴相交于A点,第n次偏转后恰好通过P点,不计粒子重力。求

(1)粒子的比荷
(2)粒子从O点运动到P点所经历的路程和时间。
(3)若全部撤去两个象限的磁场,代之以在xOy平面内加上与速度v0垂直的匀强电场(图中没有画出),也能使粒子通过P点,求满足条件的电场的场强大小和方向。

◎ 答案

(1)(2)(3) (2分)方向:垂直v0指向第Ⅳ象限。

◎ 解析

(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
   (2分)
解得粒子运动的半径    (1分)
由几何关系知,粒子从A点到O点的弦长为,由题意
    (2分)
解得粒子的比荷:   (2分)
(2)由几何关系得,OA段粒子运动轨迹的弧长: (2分)
粒子从O点到P点的路程  s=n (2分)
粒子从O点到P点经历的时间 (2分)
(3)撤去磁场,加上与v0垂直的匀强电场后,粒子做类平抛运动,
 (1分)
 (1分)
消去解得   (2分)
方向:垂直v0指向第Ⅳ象限。(1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在xOy平面的第Ⅰ象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,在第Ⅳ象限内,有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。P点是x轴上的一点,横坐标为x0。现在原点O处放…”主要考查了你对  【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、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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