(17分)從粒子源不斷發(fā)射相同的帶電粒子,初速可忽略不計(jì),這些粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后,從M孔以平行于MN方向進(jìn)入一個(gè)邊長(zhǎng)為d的正方形的磁場(chǎng)區(qū)域MNQP,如圖14所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向外,其中PQ的中點(diǎn)S開有小孔,外側(cè)緊貼PQ放置一塊熒光屏。當(dāng)把加速電壓調(diào)節(jié)為U時(shí),這些粒子剛好經(jīng)過孔S 打在熒光屏上,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用。請(qǐng)說明粒子的電性并求出粒子的比荷(

 

解:粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖2所示,

其中O為軌跡的圓心。由于受力沿MP邊,粒子帶正電。(2分)

粒子在電場(chǎng)中加速,由動(dòng)能定理有:

解得:①(3分)

粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),由洛倫茲力提供向心力得:

解得②(3分)

又由軌跡圖,在ΔOSP中有:解得③(5分)

將③與①式代入②解得:。(4分)

解析:應(yīng)用動(dòng)能定理求出帶電粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度,畫出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡圖,利用洛倫茲力提供向心力和圖中幾何關(guān)系列方程解答。

 

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精英家教網(wǎng)如圖所示,在x>0,y>0的空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E.一粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子,粒子的初速度恒定,當(dāng)粒子從(0,a)處沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)后恰好從(b,0)處射出.撤去電場(chǎng)在此區(qū)域加一方向垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其他條件不變,粒子仍恰好從(b,0)處射出.已知Oa=3L,Ob=
3
L,不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用.求:
(1)電粒子的比荷
q
m
;
(2)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1與帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2之比
t1
t2

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(1)畫出帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡并作出圓心的位置

(2)請(qǐng)說明粒子的電性求出粒子的比荷()。

 

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