問題詳情:
(18分)如圖*所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感應強度為B=0.332T的勻強磁場,磁場方向如圖所示。O為隔板上的一個小孔,通過小孔O可以沿不同方向向磁場區域發*速率均為的帶電粒子,粒子的電荷量為,質量為,設所有*入磁場的粒子都在垂直於磁場的同一平面內運動,不計粒子的重力及粒子間的相互作用。(計算結果均保留兩位有效數字)
(1)求粒子在磁場中運動的半徑r和週期T;
(2)P點為隔板上的一點,距O點距離為0.2m,某粒子進入磁場後恰好打在P點,求該粒子在磁場中可能的運動時間;
(3)求所有從O點*入磁場的帶電粒子在磁場中可能經過的區域的面積;
(4)若有兩個粒子先後相差T的時間*入磁場,且兩粒子恰好在磁場中某點Q(圖中未畫出)相遇,求Q點與0之間的距離.
【回答】
(18分)(1)
…………………………(2分)
……………………(2分)
(2)如圖所示,圖中三角形為等邊三角形,圓弧對的圓心角為………………(2分)
可能的運動時間為…………………………(2分)
……………………………………………………………………(1分)
(3)所有通過O點*入的帶電粒子可能經過的區域如圖所示………………(2分)
面積為:…………………………………………………………(2分)
(4)如圖所示,兩粒子在磁場中運動的圓周分別如實線和虛線圓所示弧OaQ和ObQ分別為兩粒子相遇前在磁場中的運動軌跡,設粒子在弧OaQ上運動的時間為t
則有:
得……………………(2分)
即圓弧OaQ對應的圓心角為
……………………(1分)
…………………………(2分)
知識點:專題六 電場和磁場
題型:綜合題