(15分)如图所示,一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后,均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B=的匀强磁场中。已知匀强电
◎ 题目
(15分)如图所示,一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后,均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B=的匀强磁场中。已知匀强电场的宽度为d=R,匀强磁场由一个长为2R、宽为R的矩形区域组成,磁场方向垂直纸面向里,粒子间的相互作用和重力均不计。 (1)若加速电场加速电压为9U,求粒子在电磁场中运动的总时间; (2)若加速电场加速电压为U,求粒子在电磁场中运动的总时间。 |
◎ 答案
(1) (2) |
◎ 解析
试题分析:(1)若加速电场加速电压为9U ,由动能定理可得: (1分) 解得: (1分) 由牛顿第二定律可得: (1分) 解得: (1分) 分析可知粒子的运动轨迹如图甲所示: 粒子在磁场中做圆周运动的圆心为A,对应圆心角为 带电粒子在磁场中运动的周期为: (1分) 则粒子在磁场中运动的时间为: (1分) 粒子在电场中是一个匀加速过程,由运动学公式可得: (1分) 故粒子在电磁场中运动的总时间为: (1分) (2)若加速度电场加速电压为U,由动能定理可得: 解得: (1分) 由牛顿第二定律可得: 解得: 分析可知粒子在磁场中运动的轨迹为一个半圆和一个四分之一圆周,如图乙所示: 带电粒子在磁场中运动的周期为,则粒子在磁场中运动的时间为: (1分) 分析可知粒子在电场中先加速后减速再加速,由运动学公式可得: (1分) 则粒子在电场中运动的时间为: (1分) 故粒子在电磁场中运动的总时间为: (1分) 解得: (1分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(15分)如图所示,一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后,均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B=的匀强磁场中。已知匀强电…”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。- 最新内容
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