如图所示,在xoy坐标平面内以O为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内存在垂直纸面向外的磁感应强度B=0.1T...
来源:语文精选馆 1.94W
问题详情:
如图所示,在xoy坐标平面内以O为圆心,半径r=0.1m的圆形区域内存在垂直纸面向外的磁感应强度B=0.1T的匀强磁场,圆形区域的下端与x轴相切于坐标原点O。现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内,发*速率均为v=1.0×106m/s的带正电粒子,
粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m,不计粒子的重力、粒子对磁场的影响及粒子间的相互作用力,求:
(1)粒子的比荷;
(2)沿y轴正方向*入磁场的粒子,在磁场中运动的时间;
(3)若在x≥0.1m,y>0的区域有电场强度E=1.0×105N/C、竖直向下的匀强电场,则粒子到达x轴范围。
【回答】
(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由
…………(2分)
解得: …………(2分)
(2)分析可知,带电粒子运动过程如图所示,
由粒子在磁场中运动的周期 …………(2分)
可知粒子在磁场中运动的时间:
…………(2分)
(3)由题意分析可知,当粒子沿着y轴两侧30°角*入时,将会沿着水平方向*出磁场区域,之后垂直电场分别从P´、Q´*入电场区,做类平抛运动,最终到达x轴的位置分别为最远位置P和最近位置Q。
粒子在电场中
由几何关系P´到x轴的距离
最远位置P坐标为
…………3分
Q´到x轴距离
最近位置Q坐标为 …………3分
所以粒子达到x轴的范围为(0.2m,0.27m) …………1分
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:计算题