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(2012•淮安模拟)如图所示为某一仪器的部分原理示意图,虚线OA、OB关于y轴对称,∠AOB=90°,OA、OB将xO

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/06 00:25:00
(2012•淮安模拟)如图所示为某一仪器的部分原理示意图,虚线OA、OB关于y轴对称,∠AOB=90°,OA、OB将xOy平面分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,区域Ⅰ、Ⅲ内存在水平方向的匀强电场,电场强度大小相等、方向相反.带电粒子自x轴上的粒子源P处以速度v0沿y轴正方向射出,经时间t到达OA上的M点,且此时速度与OA垂直.已知M到原点O的距离OM=a,不计粒子的重力.求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小;
(2)为使粒子能从M点经Ⅱ区域通过OB上的N点,M、N点关于y轴对称,可在区域Ⅱ内加一垂直xOy平面的匀强磁场,求该磁场的磁感应强度的最小值和粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标;
(3)当匀强磁场的磁感应强度取(2)问中的最小值时,且该磁场仅分布在一个圆形区域内.由于某种原因的影响,粒子经过M点时的速度并不严格与OA垂直,成散射状,散射角为θ,但速度大小均相同,如图所示,求所有粒子经过OB时的区域长度.
(2012•淮安模拟)如图所示为某一仪器的部分原理示意图,虚线OA、OB关于y轴对称,∠AOB=90°,OA、OB将xO
(1)粒子在Ⅰ区域内做类平抛运动,Lsin45°=v0t

v0
tan450=
Eq
mt
t=

2L
2v0
E=

2mv02
qL
(2)粒子在Ⅱ区域内做匀速圆周运动,其轨道半径r=L
又因为qvB=m
v2
r
v=
2v0
B小=

2mv0
qL
粒子进入Ⅲ区域后,其运动轨迹NQ与PM对称,则
水平位移x=
v0
2t
  t=

2L
2v0x=

2
4L
xQ=
.
O
.
Q=O
.
P=

2
2L+x=

2
2L+

2
4L=
3
2
4L
(3)该圆形磁场区域的半径r等于其轨迹圆半径R,即r=R=L  
所有粒子出磁场时速度方向平行,其落点在直线OB上的GH两点之间,如图
GH=2rsinθ=2Lsinθ  

答:(1)匀强电场的电场强度E的大小E=

2m
v20
qL;
(2)该磁场的磁感应强度的最小值是

2mv0
qL,粒子经过区域Ⅲ到达x轴上Q点的横坐标
3
2
4L;
(3)所有粒子经过OB时的区域长度2Lsinθ.