
(24-25高二上·山东潍坊·期末)如图所示,空间存在两处匀强磁场和一处匀强电场,两处磁场磁感应强度大小均为B,方向均垂直纸面向外,I区磁场存在于以为圆心,d为半径的圆内,Ⅱ区磁场存在于
的区域内;Ⅲ区电场存在于
的区域内,电场强度大小为E,方向沿y轴负向。一束质量为m、电荷量为
、宽度为2d的带电粒子流(分布均匀)以相同的速度沿y轴正向射入I区磁场,所有粒子均能从坐标原点O进入Ⅱ区磁场,其中从圆形磁场最下端M点沿半径方向射入I区磁场的粒子,在O点出射时速度方向沿x轴正向。这些粒子经偏转后部分可以被安装在y轴负半轴上足够长的收集板收集起来,另一部分进入Ⅲ区电场。不计粒子重力及相互间的作用。求:
(1)粒子射入Ⅰ区磁场的速度大小v;
(2)大量粒子从边界线(图中虚线)射出,求射出点到x轴的最远距离及可被收集板收集的粒子占入射粒子总数的比值
;
(3)从边界射出,且速度方向沿x轴正向的粒子进入Ⅲ区电场后再次经过x轴时的位置坐标;
(4)保持题干条件不变,再把空间分为左右两部分,分别填充磁感应强度大小相等的匀强磁场,左侧磁场沿y轴正向,右侧磁场沿y轴负向,从
边界射出,且速度方向沿x轴正向的粒子进入Ⅲ区后垂直通过x轴另一坐标,求左侧磁场沿x轴方向的宽度
和右侧磁场沿x轴方向的宽度的最小值
。
【答案】(1)
(2),
(3)(,0)
(4),
【知识点】带电粒子在弧形边界磁场中运动
、带电粒子在直边界磁场中运动
、带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
该题有详细解析可以查阅
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