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 (1)粒子射入电场时的坐标位置和初速度;

(2)若圆形磁场可沿x轴移动,圆心轴上的移动范围为,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,试求粒子打在荧光屏上的范围

答案

(1)

(2)最高端纵坐标:1.15m,

此后, 粒子将打在荧光屏的同一位置,

最低端纵坐标: 2.31m


解析:

(1)粒子沿 AB 方向进入电场后做类平抛运动,在 O 点将 v 沿 xy 方向分解得

   (2分)

 将 v 方向反向延长,交  ABc 点,据类平抛运动特点知  =  = ×

  =  =      (4分)

所以粒子射入电场时的坐标位置为  (2分)

(利用电场中求得正确结果同样给分)

(2)洛仑兹力提供向心力,则  (2分)

得:(2分)

由几何关系知此时出射位置为 D 点,轨迹如图

荧光屏最高端的纵坐标为:(3分)

随着磁场向右移动荧光屏光点位置逐渐下移,当 v 方向与磁场圆形区域相切,此后, 粒子将打在荧光屏的同一位置。

其最低端的纵坐标为:(3分)

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