高中物理综合卷 磁场题求解

2024-09-09 22:37:59
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解:(1)设粒子被电场加速获得速度大小为v0,根据动能定理qU0=mv02

解得:v0=.

带电粒子垂直进入匀强磁场后做半径为r的匀速圆周运动,q

v0B0=m,

解得r=。

(2)设带电粒子在磁场中运动周期为T,则有T==。

如图所示,粒子在P点y坐标值最大,据几何知识有,OO1=PO2=r,

O1O2=2r,则AO1=r。

P点纵坐标最大值ym=

OO1

+AO1+PO2=(2+).

由几何关系知α=60°,粒子运动时转过α+90°=150°,磁场开始改变方向,即磁场变化半个周期内粒子运动转过150°角,则=T=.

(3)由U0≤U≤9

U0可得粒子速度v0≤v≤3

v0。

粒子在磁场中运动半径:r≤R≤3r。

由几何关系可得,在屏幕上击中的屏幕范围最左端轨迹如图2所示,该点横坐标x1=0;

由几何关系可得,在屏幕上击中的屏幕范围最右端轨迹如图3所示,

由(ym-

Rm)2+x22=Rm2

解得该点横坐标x2=r=;

粒子可能击中的屏幕范围为:0≤x≤。