Question

（20分）如图所示，磁感应强度大小为B=0．15T、方向垂直于纸面向里且分布在半径R=0．10m的圆形磁场区域里，圆的左端和y轴相切于坐标原点O，右端和荧光屏MN相切于x轴上的A点，置于原点O的粒子源可沿x轴正方向发射速度为v＝3．0×10⁶m/s的带负电的粒子流，粒子重力不计，比荷为q/m=1．0×10⁸C/kg。现在以过O点且垂直于纸面的直线为轴，将圆形磁场缓慢地顺时针旋转了90⁰，

       问：（提示：）

（1）在圆形磁场转动前，粒子通过磁场后击中荧光屏上的点与A点的距离；ks**5u

（2）在圆形磁场旋转过程中，粒子击中荧光屏上的点与A的最大距离；

（3）定性说明粒子在荧光屏上形成的光点移动的过程。

Answer 1

（20分）解：（1）沿圆形磁场半径射入的粒子，射出磁场偏转后，速度方向的易知其反向延长线过圆形磁场的圆心，故可以等效为粒子从圆心直线射出。

,由几何关系如图可知ks**5u

       （6分）

（2）分析可知，粒子在磁场中运动的轨迹是固定的，但磁场转动时，其边界和粒子轨迹相交点在发生变化，射出点和O点之间距离越远，速度的方向偏转越大，当圆形磁场的直径和粒子的圆形轨迹相交时，粒子偏转方向就达到最大。

       易知θ＝30⁰由图可知，粒子的偏向角为60⁰，AB＝2R－rtg30⁰

       故， （8分）ks**5u

（3）由分析可知，粒子飞出磁场的偏转角度先变大后变小，故粒子击中光屏的光点先向下移动，再向上移动。（6分）