如图,在轴下方有匀强磁声,磁感应强度大小为,方向垂直于平面向外P是y轴上距原点为的一点,为轴上距原点为的一点。A是一块平行于轴的挡板,与轴的距离为,A的中点在轴上,长度略小于。带电粒子与挡板碰撞前后,方向的分速度不变,方向的分速度反向、大小不变。质量为,电荷量为的粒子从P点瞄准点入射,最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。
设粒子射入磁场时的速度为v,第一次射出磁场时的位置为点,与板碰撞后再次进入磁场的位置为点。
对粒子在磁场中圆周运动有: ①
依题意,粒子每次与板碰撞前后速度大小不变,这样粒子在磁场中的运动轨道半径,轨迹圆弧的圆心角一样,射入点与射出点距离x1不变,故有: ②
设粒子射出磁场位置点与下次进入磁场位置点的距离为x2,则她保持不变,由图有: ③
设粒子最终离开磁场射向P点时,与挡板共碰撞了n(n=0、1、2、3……)次,由图及对称性知出射点x的位置为-a,即: ④
由③④两式得: ⑤
粒子能与挡板碰撞,必有: ⑥
解③④⑥得: ⑦
解①②⑤得: ⑧
将代入⑧取:
n=0,;
n=1,;
n=2,
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科目:高中物理 来源:黄冈高考物理总复习决战资料(绝密) 题型:038
如图所示,x轴上方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示,下方有匀强电场,场强为E.今有电量为q,质量为m的粒子位于y轴N点坐标(0,-b).不计粒子所受重力.在x轴上有一点M(L,0).若使上述粒子在y轴上的N点由静止开始释放在电磁场中往返运动,刚好能通过M点.已知OM=L.求:
(1)粒子带什么电?
(2)释放点N离O点的距离须满足什么条件?
(3)从N到M点粒子所用最短时间为多少?
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