如圖所示，在xoy座標平面內以O爲圓心，半徑r=0.1m的圓形區域內存在垂直紙面向外的磁感應強度B=0.1T...

問題詳情：

如圖所示，在xoy座標平面內以O爲圓心，半徑r=0.1m的圓形區域內存在垂直紙面向外的磁感應強度B=0.1T的勻強磁場，圓形區域的下端與x軸相切於座標原點O。現從座標原點O沿xoy平面在y軸兩側各30°角的範圍內，發*速率均爲v=1.0×106m/s的帶正電粒子，

粒子在磁場中的偏轉半徑也爲r=0.1m，不計粒子的重力、粒子對磁場的影響及粒子間的相互作用力，求：

（1）粒子的比荷；

（2）沿y軸正方向*入磁場的粒子，在磁場中運動的時間；

（3）若在x≥0.1m，y>0的區域有電場強度E=1.0×105N/C、豎直向下的勻強電場，則粒子到達x軸範圍。

【回答】

（1）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，由

                       …………（2分）

解得：        …………（2分）

 （2）分析可知，帶電粒子運動過程如圖所示，

由粒子在磁場中運動的週期            …………（2分）

可知粒子在磁場中運動的時間：

               …………（2分）

（3）由題意分析可知，當粒子沿着y軸兩側30°角*入時，將會沿着水平方向*出磁場區域，之後垂直電場分別從P´、Q´*入電場區，做類平拋運動，最終到達x軸的位置分別爲最遠位置P和最近位置Q。

粒子在電場中                

由幾何關係P´到x軸的距離  

最遠位置P座標爲

 …………3分

Q´到x軸距離

最近位置Q座標爲          …………3分

所以粒子達到x軸的範圍爲（0.2m，0.27m）      …………1分

知識點：質譜儀與迴旋加速器

題型：計算題