...成都模拟)如图所示,在竖直平面内有直角坐标系xOy,坐标系里1、4和2...

发布网友发布时间：2024-10-24 02:26

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热心网友时间：2024-11-12 12:07

解答：解：（1）因粒子带正电，且mg=E2q，故粒子离开放射源后做匀速直线运动射向Q点，进入磁场中做匀速圆周运动，由左手定则知：磁场的方向垂直于xOy平面向外．
对从P点垂直于y轴射入第1象限的粒子，其运动轨迹如图，由图知运动的轨道半径为 r
由牛顿第二定律得 Bqv0=mv20r
则得磁感应强度B=mv0qr．
（2）从轨迹图知，粒子在磁场中运动的时间为 t1=sv0=πr2v0
在第1象限中粒子做类平抛运动：r=12at22
其中 a=mg+E1qm=2g
故 t=t1+t2=πr2v0+rg
（3）要动能最大，粒子进入第1象限的初始位置应距O点的距离最远，故粒子是放射源在平台b处释放的，该粒子在磁场中的运动轨迹如图中的QC，其中O1、O2分别为圆形磁场和轨迹圆的圆心，C点为该粒子离开磁场的出射点，因轨迹圆和磁场圆的半径相等，故QO1CO2为菱形，又O1Q⊥x轴，故粒子从C点射出的方向平行于x轴的方向．
由几何知识有 h=r+rcos45°
根据动能定律得 mgh+E1qh=Ek-12mv20（Ek为粒子再次到x轴的动能）
解得 Ek=12mv20+mgr（2+2）
答：（1）圆形磁场的磁场方向垂直于xOy平面向外，磁感应强度B的大小是mv0qr．
（2）从进入圆形磁场开始计时，从P点垂直于y轴射入第1象限的粒子再次到达x轴时经历的时间t是πr2v0+rg．
（3）动能最大的粒子是在平台b处释放的，最大动能为12mv20+mgr（2+2）．

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