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如图所示,圆心为原点、半径为的圆将平面分为两个区域,即圆内区域和圆外区域。区域内有方向垂直于平面的匀强磁场B1。平行于x轴的荧光屏垂直于平面,放置在坐标y=的位置。一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(0)的点沿x轴正方向射入区域,当区域内无磁场时,粒子全部打在荧光屏上坐标为()的点,且此时,若将荧光屏沿轴负方向平移,粒子打在荧光屏上的位置不变。若在区域内加上方向垂直于平面的匀强磁场B2,上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域,则粒子全部打在荧光屏上坐标为()的N点。求

       1)打在点和N点的粒子运动速度v1v2的大小。

       2)在区域中磁感应强度B1B2的大小和方向。

       3)若将区域中的磁场撤去,换成平行于x轴的匀强电场,仍从A点沿x轴正方向射入区域的粒子恰好也打在荧光屏上的N点,则电场的场强为多大?

答案

12,方向垂直平面向外;,方向垂直平面向里。(3

解析:(1)粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功,打在点和N点的粒子动能均为E0,速度v1v2大小相等,设为v,由可得           2分)

       2)如图所示,区域中无磁场时,粒子在区域中运动四分之一圆周后,从点沿轴负方向打在M点,轨迹圆心是点,半径为        2分)

       区域有磁场时,粒子轨迹圆心是O2点,半径为r2,由几何关系得         3分)

解得            1分)

         1分)

,方向垂直平面向外。(2分)

,方向垂直平面向里。(2分)

3)区域中换成匀强电场后,粒子从C点进入电场做类平抛运动,则有

,(2分)

2分)

解得场强  1分)

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