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问题详情:
(18分)如图*所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度为B=0.332T的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过小孔O可以沿不同方向向磁场区域发*速率均为的带电粒子,粒子的电荷量为,质量为,设所有*入磁场的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动,不计粒子的重力及粒子间的相互作用。(计算结果均保留两位有效数字)
(1)求粒子在磁场中运动的半径r和周期T;
(2)P点为隔板上的一点,距O点距离为0.2m,某粒子进入磁场后恰好打在P点,求该粒子在磁场中可能的运动时间;
(3)求所有从O点*入磁场的带电粒子在磁场中可能经过的区域的面积;
(4)若有两个粒子先后相差T的时间*入磁场,且两粒子恰好在磁场中某点Q(图中未画出)相遇,求Q点与0之间的距离.
【回答】
(18分)(1)
…………………………(2分)
……………………(2分)
(2)如图所示,图中三角形为等边三角形,圆弧对的圆心角为………………(2分)
可能的运动时间为…………………………(2分)
……………………………………………………………………(1分)
(3)所有通过O点*入的带电粒子可能经过的区域如图所示………………(2分)
面积为:…………………………………………………………(2分)
(4)如图所示,两粒子在磁场中运动的圆周分别如实线和虚线圆所示弧OaQ和ObQ分别为两粒子相遇前在磁场中的运动轨迹,设粒子在弧OaQ上运动的时间为t
则有:
得……………………(2分)
即圆弧OaQ对应的圆心角为
……………………(1分)
…………………………(2分)
知识点:专题六 电场和磁场
题型:综合题
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