(2011·广东理综·T35)如图19(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为和的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,,一电荷量为+q,质量为m的

◎ 题目

(2011·广东理综·T35)如图19(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,,一电荷量为+q,质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力。
(1)已知粒子从外圆上以速度射出,求粒子在A点的初速度的大小
(2)若撤去电场,如图19(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间
(3)在图19(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?

◎ 答案

(1),(2);(3)

◎ 解析

(1)带电粒子在复合场中受到电场力和洛伦兹力的作用,因为洛伦兹力不做功,故只要有电场力做功,由动能定理得:.
(2)做出粒子运动的轨迹如图所示,则,得粒子的运动半径为
洛伦兹力提供向心力:,联立解得:
在磁场中的运动时间为:
(3)若粒子能够从AO延长线与外圆的交点射出,则有所有粒子均射出,此时粒子在A点的射入方向是垂直AC向下的,粒子轨迹的半径为,此时对应磁感应强度是最大的设为Bm,要使粒子能从外圆射出,由洛伦兹力提供向心力得:所以

◎ 知识点

    专家分析,试题“(2011·广东理综·T35)如图19(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为和的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,,一电荷量为+q,质量为m的…”主要考查了你对  【带电粒子在复合场中的运动】  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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