25.如图所示.在第一象限有一均强电场.场强大小为E.方向与y轴平行,在x轴下方有一均强磁场.磁场方向与纸面垂直.一质量为m.电荷量为-q的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场.在x轴上的Q点处进入磁场.并从坐标原点O离开磁场.粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点.已知OP=,.不计重力.求 (1)M点与坐标原点O间的距离, (2)粒子从P点运动到M点所用的时间. [解析](1)带电粒子在电场中做类平抛运动.在轴负方向上做初速度为零的匀加速运动.设加速度的大小为,在轴正方向上做匀速直线运动.设速度为.粒子从P点运动到Q点所用的时间为.进入磁场时速度方向与轴正方向的夹角为.则 ① ② ③ 其中.又有 ④ 联立②③④式.得 因为点在圆周上..所以MQ为直径.从图中的几何关系可知. ⑥ ⑦ (2)设粒子在磁场中运动的速度为,从Q到M点运动的时间为, 则有 ⑧ ⑨ 带电粒子自P点出发到M点所用的时间为为 ⑩ 联立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式.并代入数据得 11 22.图为可测定比荷的某装置的简化示意图.在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场.磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口.在Y上安放接收器.现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场.若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到.且运动轨迹半径恰好最小.设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力. (1)求上述粒子的比荷, (2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻.在第一象限内再加一个匀强电场.就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动.求该匀强电场的场强大小和方向.并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场, (3)为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子.在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内.求此矩形磁场区域的最小面积.并在图中画出该矩形. 查看更多

 

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