试题与答案

(20分) 如图所示,在MN左侧QP上方有匀强电场。在MN右侧存在垂直于纸面的矩

题型:计算题

题目:

(20分) 如图所示,在MN左侧QP上方有匀强电场。在MN右侧存在垂直于纸面的矩形匀强磁场(图中未画出),其左边界和下边界分别与MN、AA/重合。现有一带电粒子以初速度自O点沿水平方向射入,并恰好从P点射出,又经过在矩形有界磁场中的偏转,最终垂直于MN从A点向左水平射出。已知PA距离为d,距离。不计带电粒子重力。

求:(1)粒子从下极板边缘射出时的速度;

(2)粒子在从O到A经历的时间

(3)矩形有界磁场的最小面积。

答案:

(1),竖直方向成300角;(2)  ;(3)

题目分析:(1)带电粒子在电场中平行极板方向做匀速运动:       (1分)

竖直方向开始做匀加速直线运动:         (1分)

解得        (1分)

则粒子从下极板边缘射出时的速度为         (2分)

且与竖直方向成300角           (1分)

(2)带电粒子在电场中的运动时间       (2分)

由图中几何关系          (2分)

离开电场后先做匀速运动,匀速运动时间为         (1分)

然后进入磁场,在磁场中偏转1200到达A

        (2分)

所以带电粒子由O到A的运动时间为           (1分)

(3)由轨迹示意图可知,磁场区域宽等于轨迹半径r,高等于1.5r,       (3分)

,所以矩形有界磁场的最小面积为       (3分)

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