如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且...

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如图所示,宽度为如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且...的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且相反,长为如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第2张,宽为如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第3张的矩形abcd紧邻磁场下方,与磁场边界对齐,O为dc边的中点,P为dc边中垂线上的一点,OP=3L.矩形内有匀强电场,电场强度大小为E,方向由a指向O.电荷量为q、质量为m、重力不计的带电粒子由a点静止释放,经电场加速后进入磁场,运动轨迹刚好与区域Ⅲ的右边界相切.

如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第4张

(1)求该粒子经过O点时速度大小v0;

(2)求匀强磁场的磁感强度大小B;

(3)若在aO之间距O点x处静止释放该粒子,粒子在磁场区域*偏转n次到达P点,求x满足的条件及n的可能取值.

【回答】

(1)如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第5张

(2)如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第6张

(3)如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第7张,其中n=2、3、4、5、6、7、8

【解析】

试题分析:(1)由题意可知aO=L,粒子在aO加速过程中有

由动能定理:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第8张

解得粒子经过O点时速度大小:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第9张

如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第10张

(2)粒子在磁场区域Ⅲ中的运动轨迹如图,设粒子轨迹圆半径为R0,

由几何关系可得:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第11张

由洛伦兹力提供向心力得:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第12张

联立以上解得:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第13张

(3)若粒子在磁场中一共经历n次偏转到达P,设粒子轨迹圆半径为R,

由几何关系可得:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第14张

依题意得:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第15张

联立解得:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第16张,且n取正整数

设粒子在磁场中的运动速率为v,则有:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第17张

在电场中的加速过程,由动能定理:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第18张

联立解得:如图所示,宽度为的区域被平均分为区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,其中Ⅰ、Ⅲ有匀强磁场,它们的磁感应强度大小相等,方向垂直纸面且... 第19张,其中n=2、3、4、5、6、7、8

考点:带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动

【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动.电场对粒子做正功,由动能定理求出粒子经过O点时速度大小;作出粒子运动轨迹,找到圆心、找出半径与磁场宽度的关系即可解题.

知识点:磁感应强度 磁通量

题型:解答题

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