daixi9999 种子
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(1)粒子的运动轨迹如图所示,设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,粒子在匀强磁场中运动时间为t1,
由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
R,解得:R=[mv/qB],
T=[2πm/qB],t1=[1/3]T,
设粒子自N点水平飞出磁场,出磁场后应做匀速运动至OM,
设匀速运动的距离为s,匀速运动的时间为t2,
由几何关系知:s=[R/tanθ],t2=[s/v],
过MO后粒子做类平抛运动,设运动的时间为t3,
则:[3/2]R=[1/2][qE/m]t32,
又由题知:v=[E/B],
则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间为:
t=t1+t2+t3=
2(3
3+π)m
3qB;
(2)由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM,则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上,故磁场范围的最小面积△S是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积,扇形OO′N的面积的面积S=[1/3]πR2,
△OO′N的面积为:S′=R2cos30°sin30°=
3
4R2,
△S=S-S′
解得:△S=
(4π−3
3)m2E2
12q2B4;
答:(1)速度最大的粒子从O开始射入磁场至返回水平线POQ所用的时间为
2(3
3+π)m
3qB.(2)磁场区域的最小面积为:
(4π−3
3)m2E2
12q2B4.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;带电粒子在匀强电场中的运动.
考点点评: 做好此类题目的关键是准确的画出粒子运动的轨迹图,利用几何知识求出粒子运动的半径,再结合半径公式和周期公式去分析.
1年前
如图所示,虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,
1年前1个回答
1年前2个回答