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如图所示,为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在x轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在y轴上安放接
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如图所示,为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在x轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口,在y轴上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到,且粒子在磁场中运动轨迹恰好为半个圆周,设带电粒子的质量为m,电量为q,不记重力.
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(1)求上述粒子的比荷
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(2)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形.
(3)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场.
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(1)求上述粒子的比荷
q |
m |
(2)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形.
(3)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动,求匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场.
▼优质解答
答案和解析
(1)设粒子在磁场中的运动半径为r.如图甲,依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径,由几何关系得 r=22L由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力,可得 qvB=mv2r代入数据得:qm=3...
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