图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,在X轴上距坐标原点L的

图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,在X轴上距坐标原点L的P处为离子的入射口,在Y上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v的速率从P处射入磁场,若粒子在y轴上距坐标原点L的M处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m,电量为q,不计其重力。

(1)求上述粒子的比荷
(2)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,求该匀强电场的场强大小和方向;
(3)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。
小波爱娜娜 1年前 已收到1个回答 举报

devilheaven333 幼苗

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解题思路:

(1)设粒子在磁场中的运动半径为r。依题意MP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

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

联立①②并代入数据得

(2)

设所加电场的场强大小为E。当粒子经过Q点时,速度沿y轴正方向,依题意在此时加入沿x轴正方向的匀强电场,电场力与此时洛伦兹力平衡,则有

代入得

所加电场的场强方向沿y轴正方向。

(3)

如所求的最小矩形是,该区域面积

矩形如图中(虚线)

(1) (2) 方向竖直向上(3)



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1年前

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