问题详情:
如图所示,横向宽度为L、纵向宽度足够大的区域内,直线PQ两侧分别存在强度相同、方向相反但均垂直于纸面的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从P点沿与PQ成θ = 30°角的方向,以速度v*入下方磁场区域,粒子最终从Q点离开。不计粒子重力
(1)求磁场磁感应强度的最小值;
(2)若粒子从Q点*出时的速度与从P点*入时相同,求粒子在磁场中的运动时间;
(3)撤去磁场,在纸面内加一与初速度v垂直的匀强电场,仍使粒子从P点*入并经过Q点,求电场强度的大小。
【回答】
(1)设最小磁感应强度为B0,粒子运动的最大半径为r0,由几何关系知
r0=L ………………….
根据 ………………….
…………………….
(2)如图,设粒子经过PQ的两侧n次回转后经过Q点,由几何关系知
2nrn=L ………………….
每段圆弧长度为
……………………
从P到Q通过的路程为
s=2nl ……………………
所以,粒子从P到Q经历的时间
……………………….
整理得 ……………………….
(3)换为电场后,根据几何关系
x = RLcosθ y = RLsinθ ……………
粒子做类平抛运动
…………………
而 ……………………
整理得 …………………
知识点:专题六 电场和磁场
题型:综合题