1. 图甲是回旋加速器的示意图,其核心部分是两个“D”形金属盒,在加速带电粒子时,两金属 盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能Ek随时间t的 变化规律如图乙所示,若忽略带电粒子在电场中的加速时间,则下列说法中正确的是
A. 在Ek-t图中应有t4-t3= t3-t2= t2-t1 B. 高频电源的变化周期应该等于tn-tn-1
C. 要使粒子获得的最大动能增大,可以增大“D”形盒的半径
D. 在磁感应强度B、“D”形盒半径尺、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下,粒子的加 速次数越多,粒子的最大动能一定越大
答案:AC解析:根据回旋加速器的原理可知,带电粒子运动周期相同,每经过半个周期加速一次,在Ek-t图中应有t4-t3= t3-t2= t2-t1,选项A正确;高频电源的变化周期应该等于2(tn-tn-1),选项B错误;粒子的最大动能只与回旋加速器的D型盒半径和磁感应强度有关,与加速电压和加速次数无关,要使粒子获得的最大动能增大,可以增大“D”形盒的半径,选项C正确D错误。
2.如图所示,带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,且同时到达P点。a、b两粒子的质量之比为
A.1∶2 B.2∶1 C.3∶4 D.4∶3 答案:C
解析:根据粒子a、b动能相同,mava=
122
1mbvb2;a粒子在磁场中运动轨迹半径ra=d/3,2b粒子在磁场中运动轨迹半径rb=d,所对的圆心角为120°,轨迹弧长为sa=2πra/3=2πd/33,运动时间ta= sa/va;b粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为60°,轨迹弧长为sb=πrb/3=πd/3,运动时间tb= sb/vb;联立解得为a、b两粒子的质量之比为T/6,根据周期公式,T=
2m, a、b两粒子同时到达P点,的质量之比为ma∶mb=3∶4,选项C正确。 qB3. 如图所示,在xoy平面内,过原点O的虚 线MN与y轴成
45°角,在MN左侧空间有沿y轴负方向的 匀强电场,在MN右侧
空间存在着磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。质量为m、带电量为q的正、负两 个带电粒子,从坐标原点O沿y轴负方向以速度v0射入磁场区,在磁场中运动一段时间后进入电场区,已知电场强度为 E=2Bv0,不计重力,求:
(1) 两个带电粒子离开磁场时的位置坐标间的距离;
(2) 带负电的粒子从原点O进人磁场区域到再次抵达x轴的时间及位置坐标。 . 解题思路:应用洛伦兹力等于向心力求出轨迹半径,画出轨迹,利用相关知识得到两个带电粒子离开磁场时的位置坐标间的距离;
利用类平抛运动规律和相关知识带负电的粒子从原点O进人磁场区域到再次抵达x轴的时间及位置坐标。
考查要点:洛伦兹力、牛顿运动定律、类平抛运动规律等。 解析:
2mv0v0(1)正负带电粒子在磁场中运动时,有qv0B=m,解得R=。 qBR对于带正电的粒子,离开磁场的位置坐标为(R,R), 对于带负电的粒子,离开磁场的位置坐标为(-R,-R)。 两个带电粒子离开磁场的位置坐标之间的距离为△x=RRRR=22R。 22mv0△x=22。 qB(2)对于带负电的粒子,在磁场中运动的时间为t1=T/4=m2qB. 粒子离开磁场后做类平抛运动,沿y轴方向上,有qE=ma,R=沿x轴方向上,有x2= v0 t2, 所求时间t= t1+ t2, 沿x轴方向上位移x= x2+R, 联立解得:t=12at2, 2+2m2qB,x=2mv0mv0即位置坐标为(-2,0)。 qBqBB N M 4.质量和电量都相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小
孔S垂直进入匀强磁场,带电粒子仅受洛伦兹力的作用,
运行的半圆轨迹如图中虚线所示,下列表述正确的是 ( )
A.M带负电,N带正电 B.M的速度率小于N的速率
C.洛伦兹力对M、N不做功 D.M的运行时间大于N的运行时间 答案:AC
解析:由左手定则可知,M带负电,N带正电,选项A正确;由r=
S B N M S mv可知,M的速qB2m可知qB度率大于N的速率,选项B错误;洛伦兹力对M、N不做功,选项C正确;由T=M的运行时间等于N的运行时间,选项D错误。
5.如图所示,空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5T的匀强磁场,一质量为0.2kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上,在木板左端无初速放置一质量为0.1kg、电荷量q=+0.2C的滑块,滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。t=0时对木板施加方向水平向左,大小为0.6N恒力,g取10m/s。则 A.木板和滑块一直做加速度为2m/s的匀加速运动 B.滑块开始做加速度减小的变加速运动,最后做速度为10m/s匀速运动
F
第8题图
B
2
2
C.木板先做加速度为2m/s匀加速运动,再做加速度增大的运动,最后做加速度为3m/s的匀加速运动
D.t=5s后滑块和木块有相对运动
【命题意图】此题考查叠加体、洛伦兹力、牛顿运动定律及其相关知识
22
答案:C解析:t=0时对木板施加方向水平向左,大小为0.6N恒力,带电滑块速度增大,所受向上的洛伦兹力增大,滑块先做加速度为2m/s的匀加速运动后做加速度减小的加速运动,木块先做加速度为2m/s匀加速运动,再做加速度增大的运动,最后滑块离开木板做加速度为3m/s的匀加速运动,选项C正确AB错误;t=5s时滑块速度v=at=10m/s,所受洛伦兹力f=qvB=1N,滑块已经离开木板,所以选项D错误。
6/ 如图所示,方向垂直纸面向里的匀强磁场的边界,是一个半径为r的圆,圆心O1在x轴上,
2
2
2
OO1距离等于圆的半径。虚线MN平行于x轴且与圆相切于P点,在MN的上方是正交的匀强电
场和匀强磁场,电场强度的大小为E,方向沿x轴的负方向,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。有一群相同的正粒子,以相同的速率,在纸面内沿不同方向从原点O射入第Ⅰ象限,粒子的速度方向在与x轴成θ=30˚角的范围内,其中沿x轴正方向进入磁场的粒子经过P点射入MN后,恰好在正交的电磁场中做直线运动。粒子的质量为m,电荷量为q(不计粒子的重力)。求:
(1)粒子的初速率;
(2)圆形有界磁场的磁感应强度;
(3)若只撤去虚线MN上面的磁场B,这些粒子经过y轴的坐标范围。 6.解析:
(1)Eq=qv0B 1分 第19题图 O E M y B N P θ O1 x E 得:v0= 1分
B (2)设正粒子在圆形有界磁场中做匀速圆周运动的半径R,有: R=r 1分
mv02
qv0B′= 1分
R 得:B′=
mE 1分 qBr(3)沿x轴正方向进入圆形有界磁场的粒子经电场E偏转后,过y轴上点的坐标最大 1Eq2
r= t11分
2m
Δy1=v0t1 1分
1
y=Δy1+r
得:y1=r+
EB2mrEq 1分
沿与x轴正方向成θ=30˚角进入圆形有界磁场的粒子经电场E偏转后,过y轴上点的坐标
11Eq2
最小 r= t21分
22m
Δy2=v0t2 1分
2
y=Δy2+r
得:y2=r+
EBmr 1分 Eq2mr 即:r+
EBmrE ≤ y ≤r+EqBEq 1分
7.(如图所示,在x轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为E500V/m。x轴下
方分布有很多磁感应强度为B1T的条形匀强磁场区域,
y 其宽度均为为d13cm,相邻两磁场区域的间距为d24cm。现将一质量为m51013kg、电荷量为
E (不计重力)从y轴上的某处q1108C的带正电的粒子
B 静止释放。
(1)若粒子从坐标(0,h1)点由静止释放,要使它经过x轴
下方时,不会进入第二磁场区,h1应满足什么条件? (2)若粒子从坐标(0,5cm)点由静止释放,求自释放到
B 0 x d1 匀强磁场区域 d2 无磁场区域 d1 匀强磁场区域
d2 无磁场区域
第二次过x轴的时间。
7. 解:(1)粒子经电场加速,经过x轴时速度大小为v,满足:
Eqh11mv12-------------1分 2之后进入下方磁场区,依据题意可知运动半径应满足:
R1d1-------------1分 mv1-------------1分 qB又R1qB2d121.8102m-------------1分 由以上三式可得:h12Em(2)当粒子从h25cm的位置无初速释放后,先在电场中加速,加速时间为t1满足
h21Eq2t1 2m2h2m1104s-------------1分 Eq解得t1进入磁场的速度大小为v2,圆周运动半径为R2
Eqh212mv2 22Eqh21103m/s-------------1分 m解得v2R2mv2qB
解得:R2
2Emh25cm-------------1分 qB根据粒子在空间运动轨迹可知,它最低能进入第二个磁场区 它在磁场区共运动时间为半个圆周运动的时间t2mqB1.57104s-------------2分
它经过第一无磁场区时运动方向与x轴的夹角满足:
sind10.6 R2所以它在无磁场区的路程s无磁场区运动时间t32d20.1m-------------1分 coss1104s-------------1分 v2总时间tt1t2t33.57104s-------------1分
8.如图所示,在 xy坐标系中的一个矩形区域里,存在着沿y轴负方向的匀强电场,场强E=1.0×10N/C,该区域的水平宽度为L=3.0m,竖直宽度足够大.一带电粒子从y轴上的A点(纵坐标为h=2.0m)以初动能Ek =1.0×10J沿x轴正方向射出,粒子的带电量为q=1.0×10
-10
-8
2
C,为使粒子通过x轴上的B点(横坐标为d= 4.0m),则该电场区域
应处于何位置,求出其左边界位置对应的横坐标?(不计粒子的重力作用)
8.解析:设粒子的质量为m,初速度为v0.则 EK12mv20 ① 粒子在电场内的运动规律为 aqEm ② y1at22 ③
xv0t ④ 由以上各式解得
yqEx2 4E ⑤
K讨论:
(1)若粒子从匀强电场内通过B点,则 yh ⑥ 代入数据解得
y A hB x O d x22m=2.8m ⑦
因为x < L,且x < d,所以粒子能从匀强电场内B点 这种情况下电场区左边界位置对应的横坐标 x1dx=1.2m ⑧
(2)若粒子穿过完整的电场区,因为x = L,所以y > h,粒子不能通过B点 (3)若粒子开始时处于电场区出,离开电场时 vyat ⑨
y'hyvyt' ⑩
x'dxv0t' ⑾
由以上各式代入数据解得
x422m=1.2m ⑿
这种情况下电场区左边界位置对应的横坐标 x2xL=-1.8m ⒀
9.(如图所示,有3块水平放置的长薄金属板a、b和c,a、b之间相距为L。紧贴b板下表面竖直放置半径为R的半圆形塑料细管,两管口正好位于小孔
v0 M R N L b a M、N处。板a与b、b与c之间接有电压可调的直流
电源,板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。当体积为V0、密度为、电荷量为q的带负电油滴,等间隔地以速率v0从a板上的小孔竖直向下射入,调节板间电压Uba和Ubc,当Uba=U1、Ubc=U2时,
· · · · · · · · · · · · · · · · · · c 第24题图 油滴穿过b板M孔进入细管,恰能与细管无接触地从N孔射出。忽略小孔和细管对电场的影响,不计空气阻力。求:
(1)油滴进入M孔时的速度v1;
(2)b、c两板间的电场强度E和磁感应强度B的值;
和B´,使油滴恰好不碰到a(3)当油滴从细管的N孔射出瞬间,将Uba和B立即调整到Uba和B´的结果。 板,且沿原路与细管无接触地返回并穿过M孔,请给出Uba9解析:.(20分)
(1)油滴入电场后,重力与电场力均做功,设到M点时的速度为v1,由动能定理
1212mv1mv0mgLqU1 ① 22考虑到mV0 ② 得:v12v02gL2qU1③ V0(2)油滴进入电场、磁场共存区域,恰与细管无接触地从N孔射出,须电场力与重力平衡,有:
mgqE ④
得:EV0gq⑤
油滴在半圆形细管中运动时,洛伦兹力提供向心力,由
mv12 ⑥ qv1BR得:
Bmv1V0qRqR2v02gL2qU1 ⑦ V0(3)若油滴恰不能撞到a板,且再返回并穿过M点,由动能定理,
1 ⑧ 0mv12mgLqUba2得:
U1Uba2V0v02q ⑨
考虑到油滴返回时速度方向已经相反,为了使油滴沿原路与细管无接触地返回并穿过M孔,磁感应强度的大小不变,方向相反,即:
B´=- B ⑩
评分标准:(1)6分,①、②、③式各2分;(2)8分,④、⑤、⑥、⑦式各2分;(3)6分,⑧、⑨、⑩式各2分。
10、在xoy平面内,直线OP与y轴的夹角=45。第一、第二
o
象限内存在大小相等,方向分别为竖直向下和水平向右的匀强电场E;在x轴下方有垂直于纸面向外的匀强磁场B,如图所示。现有一带正电的粒子从直线OP上某点A(-L, L)处静止释放。设粒子的比荷
q4E2,粒子重力不计,其mB中E、B、m、q均未知。求:
(1)粒子进入磁场时与x轴交点的横坐标。 (2)粒子进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角。
(3)如果在直线OP上各点释放许多个上述带电粒子(粒子间的相互作用力不计),试证
明各带电粒子进入磁场后做圆周运动的圆心点的集合为一抛物线(提示:写出圆心点坐标x、y的函数关系)。
B=4mEq代人上式得R=L. 所以圆心坐标为:x=2L-22R,y=-22R。
将R=L.代人并消去L得:x=4y2
+y。 此方程为一抛物线方程。
将
即各带电粒子进入磁场后做圆周运动的圆心点的集合为一抛物线。
11、右图中左边有一对平行金属板,两板相距为d.电压为U;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。一正离子沿平行于金属板面、从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入磁场区域,最后从圆形区城边界上的F点射出.已知速度的偏向角为θ,不计重力。求
(1)离子速度v的大小; (2)离子的比荷q/m;
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t。 解析:(1)离子在平行金属板之间做匀速直线运动 B0qvqE0 E0Ud(1分) 得vUB0d1分) (
12、如图甲所示,在水平放置的两平行金属板的右侧存在着有界的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场边界MN和PQ与平行板的中线OO垂直。金属板的两极板间的电压
,匀强磁场的磁感应强度B1.0102T。现有带正电的粒子以
v01.73105m/s的速度沿两板间的中线OO连续进入电场,恰能从平行金属板边缘穿越
电场射入磁场。已知带电粒子的比荷
q1.0108C/kg,粒子的重力和粒子间相互作用力均m可以忽略不计(结果保留两位有效数字)。
(1)求射入电场的带电粒子射出电场时速度的大小和方向。
(2)为使射入电场的带电粒子不会由磁场右边界射出,该匀强磁场区的宽度至少为多大?
13、如图所示装置中,区域Ⅰ中有竖直向上的匀强电场,电场强度为E, 区域Ⅱ内有 垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B。区域Ⅲ中有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度为2B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强磁场中。
求:(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径。 (2)O、M间的距离。
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间。
粒子从M点
出发到第二次通过CD边界所用时间为
tt1t2t33mv0mm3mv05m ………… 2分 qE3qB2qBqE6qB14、如图所示装置中,区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为E和E/2;Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子(不计重力)从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场,经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场,并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求:
(1)粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径 (2)O、M间的距离
(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间
15、右图中左边有一对平行金属板,两板相距为d.电压为U;两板之间有匀强磁场,磁感应
强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。一正离子沿平行于金属板面、从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径CD方向射入磁场区域,最后从圆形区城边界上的F点射出.已知速度的偏向角为θ,不计重力。求
(1)离子速度v的大小; (2)离子的比荷q/m;
(3)离子在圆形磁场区域中运动时间t。
16、如图所示,在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E;在x轴的下方等腰
三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,C、D在x轴上,
它们到原点O的距离均为a,θ=30°,现将一质量为m、带电量为q的带正电粒子,从y轴上的P点由静止释放,不计重力作用和空气阻力的影响.
(1)若粒子第一次进入磁场后恰好垂直CM射出磁场,求P、O间的距离; (2)P、O间的距离满足什么条件时,可使粒子在电场和磁场中各运动3次?
17、如图所示,在直角坐标xOy平面y轴左侧(含y轴)有一沿y轴负向的匀强电场,一质
量为m,电量为q的带正电粒子从x轴上P处以速度v0沿x轴正向进入电场,从y轴上Q点离开电场时速度方向与y轴负向夹角=30°,Q点坐标为(0,-d),在y轴右侧有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场区域(图中未画出),磁场磁感应强度大小Bmv0,粒qd子能从坐标原点O沿x轴负向再进入电场.不计粒子重力,求:
(1)电场强度大小E;
(2)如果有界匀强磁场区域为半圆形,求磁场区域的最小面积;
(3)粒子从P点运动到O点的总时间.
若半圆形磁场区域的面积最小,则半圆形磁场区域的圆心为O2
可得半径R1.5r3d(2分)半圆形磁场区域的最小面积
S19R2d24.5d2(1分) 22
18、如图所示,在直角坐标系xOy内,有一质量为m,电荷量为+q的粒子A从原点O沿y 轴正方向以初速度V0射出,粒子重力忽略不计,现要求该粒子能通过点
P(a, -b),可通 过在粒子运动的空间范围内加适当的“场”来实现。
(1) 若只在整个I、II象限内加垂直纸面向外的匀强磁场,使粒子A在磁场中
作匀速 圆周运动,并能到达P点,求磁感应强度B的大小;
(2) 若只在x轴上某点固定一带负电的点电荷 Q,使粒子A在Q产生的电场中作
匀速圆周运动,并能到达P点,求点电荷Q的电量大小;
(3) 若在整个I、II象限内加垂直纸面向外的 匀强磁场,并在第IV象限内加
平行于x轴,沿x轴 正方向的匀强电场,也能使粒子A运动到达P点。如果此过程中粒子A在电、磁场中运动的时间相等,求磁感应强度B的大小和电场强度E的大小
由
牛顿第二定律可知
kQq2R22mv0…………(2分) R2
1 9、如图所示,在xoy平面直角坐标系的第一象限有射线OA,OA与x轴正方向夹角为30°,OA与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场E1,第二象限存在水平向右的匀强电场E2,其它区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从y轴上的P点沿着x轴正方向以初速度v0射入电场,运动一段时间后经过Q点垂直于射线OA进入磁场,经磁场垂直x轴进入偏转电场E2,过y轴正半轴上的P点再次进入匀强电场E1,已知OP=h,不计粒子重力,求: (1)粒子经过Q点时的速度大小; (2)匀强电场电场强度E1的大小; (3)粒子从Q点运动到P点所用的时间。
在磁场中运动时间: t1=
πθ7π h·T=……⑨ (2分) 2π15V0OPh=……(10) (1分) V2V0 在电场E2中运动时间:t2=
Q点运动到P点的时间:t=t1+t2=
7π hh+……(11) (2分) 15V02V020、有一种“双聚焦分析器”质谱仪,工作原理如图所示。加速电场的电压为U,静电分析器中有会聚电场,即与圆心O1等距各点的电场强度大小相同,方向沿径向指向圆心O1 ,磁分析器中
以O2为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速后,从M点沿垂直于该点的电场方向进入静电分析器,在静电分析器中,离子沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动,并从N点射出静电分析器。而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界,又垂直于磁场方向射入磁分析器中,最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出,并进入收集器。测量出Q点与圆心O2的距离为d,位于Q点正下方的收集器入口离Q点的距离为d/2。(题中的U、m、q、R、d都为已知量)
(1)求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小; (2)求磁分析器中磁感应强度B的大小;
(3)现将离子换成质量为4m ,电荷量仍为q的另一种正离子,其它条件不变。磁分析器空间足够大,离子不会从圆弧边界射出,收集器的位置可以沿水平方向左右移动,要使此时射出磁分析器的离子仍能进入收集器,求收集器水平移动的距离。
设离子进入静电分析器时的速度为v,离子在加速电场中加速的过程中,根据动能定理 有
qU12mv2 ① 2分
21、如图所示,真空中有一半径r=0.5m的圆形磁场区域,圆与x轴相切于坐标 原点O,磁场的磁感应强度大小5 = 2x10-3T,方向水平向里,在x1=0.5m-与 X2 =1.0m区域内有一个方向竖直向下的匀强电场,电场强度E=2.0xl03N/C。在x = 2.0m处有竖直放置的一足够大的荧光屏。现将比荷为q/m=1x109C/kg的带负电粒子从0点处射入磁场,不计粒子所受重力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(I)若粒子沿y轴正方向射入,恰能从磁场与电场的相切处进入电场,求粒子最后到达 荧光屏上位置的y坐标。
(2)若粒子以(I)问中相同速率从0点与y轴成37°角射入第二象限,求粒子到达荧 光屏上位置的y坐标。
_
解析:(1)根据几何关系:R=r=0.5m,
v2由牛顿第二定律,qvB=m。 R粒子在磁场中运动过程。y1=r=0.5m。 粒子进入电场后做类平抛运动,L=vt,y2=tanθ=vy/vx=at/v,
粒子飞出电场后做匀速直线运动,y3=Ltanα y= y1+y2+y3
代入数据解得:y=1.75m。
12at,ma=qE, 2
(2)粒子射出磁场时,速度与x轴平行,粒子将垂直电场线射入电场,如图乙所示。 根据几何关系可得:y’=y+Rsin37°。
代入数据解得:y’=1.75m+0.5×0.6m=2.05m。
22、如图,空间区域Ⅰ中存在着水平向右的匀强电场,电场强度为E,边界MN垂直于该电场.MN右侧有一以O为圆心的圆形匀强磁场区域Ⅱ,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度为B.在圆形磁场区域的正下方有一宽度为L的显示屏CD,显示屏的水平边界C、D两点到O点的距离均为L.质量为m、带电量为+q的粒子,从A点由静止释放,经电场加速后,沿AO方向进入磁场,恰好打在显示屏上的左边界C点.已知A点到MN的距离为s,不计粒子重力,求
(1)粒子在磁场中的轨道半径r; (2)圆形磁场的半径R;
(3)改变释放点A的位置,使从A点释放的粒子仍能沿AO方向进入磁场且都能打在显示屏上时,释放点A到MN的距离范围.
v2 2分
qvBmr
s/9s 1释放点A到MN的距离在s与9s之间. 1 分
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