如圖所示,真空室內存在寬度為s=8cm的勻強磁場區域,磁感應強度B=0.332T,磁場方向垂直於紙面向裏,緊挨...
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問題詳情:
如圖所示,真空室內存在寬度為s=8cm的勻強磁場區域,磁感應強度B=0.332T,磁場方向垂直於紙面向裏,緊挨邊界ab放一點狀粒子放*源S,可沿紙面向各個方向放*速率相同的粒子,粒子質量為m=6.64×10-27kg,電荷量為q=+3.2×10-19C,速率為v=3.2×106 m/s。磁場邊界口6、缸足夠長,以為厚度不計的金箔,金箔右側以與MN之間有一寬度為L=12.8cm的無場區域,MN右側為固定在O點的電荷量為Q=-2.0×10-6 C的點電荷形成的電場區域(點電荷左側的電場分佈以界面MN為界限)。不計粒子的重力。靜電力常數k=9.0×109Nm2/C2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8) 求:
(1)金箔cd被粒子*中區域的長度;
(2)打在金箔d端離cd中心最遠的粒子沿直線穿出金箔,經過無場區進入電場即開始以O點為圓心做勻速圓周運動,垂直打在放置於中心線上的熒光屏FH上的E點(未畫出),計算OE的長度;
(3)計算此粒子從金箔上穿出時損失的動能。
【回答】
解:(1)粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,
即
如圖所示,當粒子運動的圓軌跡與相切時上端偏離最遠,由幾何關係得:
當粒子沿方向*入時,下端偏離最遠,則由幾何關係得:
故金箔被粒子*中區域的長度
(2)如圖所示,0E距離即為粒子繞O點做圓周運動的半徑,粒子在無場區域作勻速直線運動與MN的相交,下偏距離為),則
所以,圓周運動的半徑
(3)設粒子穿出金箔時的速度為,由牛頓第二定律:
粒子從金箔上穿出時損失的動能:
知識點:專題六 電場和磁場
題型:計算題