Question

（17分）某高中物理課程基地擬采購一批實驗器材，增強學生對電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)研究的動手能力，其核心結(jié)構原理可簡化為題圖所示．AB、CD間的區(qū)域有豎直向上的勻強電場，在CD的右側(cè)有一與CD相切于M點的圓形有界勻強磁場，磁場方向垂直于紙面．一帶正電粒子自O點以水平初速度正對P點進入該電場后，從M點飛離CD邊界，再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后又從N點垂直于CD邊界回到電場區(qū)域，并恰能返回O點．已知OP間距離為，粒子質(zhì)量為，電荷量為，電場強度大小，粒子重力不計．試求：

（1）粒子從M點飛離CD邊界時的速度大�。�

（2）P、N兩點間的距離；

（3）磁感應強度的大小和圓形有界勻強磁場的半徑．

Answer 1

（1）2v0 （2） （3）

【解析】

試題分析：（1）據(jù)題意，做出帶電粒子的運動軌跡如圖所示：

粒子從O到M點時間： （1分）

粒子在電場中加速度： （1分）

粒子在M點時豎直方向的速度： （1分）

粒子在M點時的速度： （2分）

（2）粒子從P到O點時間： （1分）

粒子在O點時豎直方向位移： （2分）

P、N兩點間的距離為: (2分)

（3）由幾何關系得： （1分）

可得半徑： （1分）

由，即： （1分）

解得： （1分）

由幾何關系確定區(qū)域半徑為： （2分）

即 （1分）

考點：本題考查帶電粒子在復合場中的運動