(19分)电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直

◎ 题目

(19分)电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。一带电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界时速度为,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点。已知OP间距离为,粒子质量为,电量为,粒子自身重力忽略不计。试求:

(1)P、M两点间的距离;
(2)返回O点时的速度大小;
(3)磁感强度的大小和有界匀强磁场区域的面积。

◎ 答案

(1)  (2) (3)  ,

◎ 解析


试题分析:(1)据题意,做出带电粒子的运动轨迹如图所示:

在M点:       (2分)
解得:              (1分)
故:        (3分)
(2)由于:                    (1分)
故由可知,返回O点时:
             (1分)
所以回到O点时:    (1分)
解得:                      (1分)
(3)由
可得:                (1分)
再由几何关系:  (1分)
可得半径:          (1分)
,即:         (1分)
解得:                     (1分)
由几何关系确定区域半径为:            (1分)
               (1分)
故:                     (1分)
解得:                   (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(19分)电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直…”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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