带详细的解析
(1)从A点射出的带电微粒平行于x轴从C点进入有磁场区域,并从坐标原点O沿y
轴负方向离开,求点场强度和磁感应强度的大小和方向。 (2)请指出这束带电微粒与x轴相交的区域,并说明理由。
(3)若这束带电微粒初速度变为2v,那么它们与x轴相交的区域又在哪里?并说明理由。 答案(1)
mv
;方向垂直于纸面向外 qR
(2)见解析
(3)与x同相交的区域范围是x>0.
【解 析】本题考查带电粒子在复合场中的运动。
带电粒子平行于x轴从C点进入磁场,说明带电微粒所受重力和电场力平衡。设电场强度大小为E,由
mg qE 可得 E
mg
q
方向沿y轴正方向。
带电微粒进入磁场后,将做圆周运动。 且 r=R
如图(a)所示,设磁感应强度大小为B。由
mv2
qvB
R
得 B
mv qR
带详细的解析
方向垂直于纸面向外
(2)这束带电微粒都通过坐标原点。
方法一:从任一点P水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R的匀速圆周运动,其圆心位于其正下方的Q点,如图b所示,这束带电微粒进入磁场后的圆心轨迹是如图b的虚线半圆,此圆的圆心是坐标原点为。
方法二:从任一点P水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R的匀速圆周运动。如图b示,高P点与O′点的连线与y轴的夹角为θ,其圆心Q的坐标为(-Rsinθ,Rcosθ),圆周运动轨迹方程为
x Rsin 2 y Rcos 2 R2
得
x
=0 x=-Rsin
θ
y=0 或 y=R(1+cosθ) (3)这束带电微粒与x轴相交的区域是x>0
带电微粒在磁场中经过一段半径为r′的圆弧运动后,将在y同的右方(x>0)的区域离开磁场并做匀速直线运动,如图c所示。靠近M点发射出来的带电微粒在突出磁场后会射向x同正方向的无穷远处国靠近N点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿出磁场。 所以,这束带电微粒与x同相交的区域范围是x>0.
广东卷
12、图9是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。不板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是
A、质谱仪是分析同位素的重要工具 B、速度选择中的磁场方向垂直纸面向外C、能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
D、粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
12 ABC
海南卷2.一根容易形变的弹性导线,两端固定。导线中通有电流,方向如图中箭头所
示。当没有磁场时,导线呈直线状态:当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时,描述导线状态的四个图示中正确的是