如图所示,大量质量为m、电量为+q的带电粒子(不计重力),由静止开始经电场加速后沿水平方向从P点进入匀强磁场,不计各粒子

如图所示,大量质量为m、电量为+q的带电粒子(不计重力),由静止开始经电场加速后沿水平方向从P点进入匀强磁场,不计各粒子之间的作用力.已知磁感应强度为B,磁场的两边界线竖直且上下足够长,宽度为d.回答下列问题:
(1)加速电场的电压为U0时,粒子刚好能从磁场的右边界穿过,求U0=?
(2)若在P点加一个速度散射器(可使粒子速度方向变化,而不改变速度大小),使粒子从P点沿各个方向射入磁场,为使磁场右边界有粒子射出,加速电压至少应为多大?
(3)在有速度散射器的情况下,将加速电压调为U=4U0,若穿越磁场所用时间最短的粒子的速度偏向角为θ1,穿越磁场所用时间最长的粒子的速度偏向角为θ2,则
sinθ1
sinθ2
=?(速度偏向角是指粒子经磁场偏转后速度方向改变的角度)
(4)若以P点为坐标原点,水平向右为x轴,沿磁场左边界向上为y轴建立直角坐标系,确定粒子分别以上述最短时间、最长时间从右边界出射的坐标.
2021fhgr 1年前 已收到1个回答 举报

gwhy116 幼苗

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解题思路:(1)在匀强磁场中做圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力列式求解磁场的宽度,在加速度电场中运用动能定律课求出加速电压.
(2)此时粒子正好做半个圆的轨迹运动,磁场的宽度为圆弧的直径.根据这个临界条件列式求解.
(3)在磁场中根据洛伦兹力提供向心力,列式取出半径,画出轨迹圆弧,根据几何关系求出圆弧所对应的最大圆心角和最小圆心角.

(1)在加速电场中根据动能定理:qU0=12mv2在匀强磁场中,粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,粒子刚好能从磁场的右边界穿过,轨迹正好是14个圆弧,即圆弧的半径为磁场的宽度d.则有:qvB=mv2d联立解得:U0=B2...

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: 此题的关键是能找到临界条件,根据临界条件列式求解.同时要熟练掌握磁场中洛伦兹力提供向心力,画出圆弧,求半径,求圆心角.此题难度较大,属于难题.

1年前

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