
如圖所示,M、N兩金屬圓筒是直線加速器的一部分,M與N的電勢差為U;邊長為2L的立方體區域,內有豎直向上的勻強磁場。一質量為m,電量為+q的粒子,以初速度v0水平進入圓筒M左側的小孔。粒子在每個筒內均做勻速直線運動,在兩筒間做勻加速直線運動。粒子自圓筒N出來后,從正方形
,的中心垂直進入磁場區域,最后由正方形
,中心垂直飛出磁場區域,忽略粒子受到的重力。求:,
(1)粒子進入磁場區域時速率;
(2)磁感應強度大小。
如圖所示,M、N兩金屬圓筒是直線加速器的一部分,M與N的電勢差為U;邊長為2L的立方體區域,內有豎直向上的勻強磁場。一質量為m,電量為+q的粒子,以初速度v0水平進入圓筒M左側的小孔。粒子在每個筒內均做勻速直線運動,在兩筒間做勻加速直線運動。粒子自圓筒N出來后,從正方形
,的中心垂直進入磁場區域,最后由正方形
,中心垂直飛出磁場區域,忽略粒子受到的重力。求:,
(1)粒子進入磁場區域時速率;
(2)磁感應強度大小。
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】
【詳解】(1)粒子在電場中加速,有動能定理可知:
解得:
(2)根據題意從正方形的中心垂直進入磁場區域,最后由正方形
中心垂直飛出磁場區域,分析可得在磁場中運動的軌道半徑
在磁場中運動時洛倫茲力提供了向心力
解得:
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