如图所示,在直角坐标系xoy中,坐标原点为O处存在一粒子源,现沿与y 轴左右均成30°的范围内不断发射出质量为

1个回答

  • 如图1,垂直于MN方向的粒子打到OM最远;

    由牛顿第二定律: Bqv=

    m v 2

    R ,解得: R=

    mv

    Bq

    粒子达到OM上的最大距离: 2R=

    2mv

    Bq

    (2)作出沿+y方向射出的离子从射出到第二次经过MN边界的轨迹图如图2,在磁场中运动的时间: t 1 =T=

    2πm

    Eq

    在电场中运动的时间: t 2 =

    2v

    a =

    2mv

    qE

    m =

    2mv

    qE

    t= t 1 + t 2 =

    2πm

    qB +

    2mv

    qE

    (3)粒子在磁场中做圆周运动的半径: R=

    mv

    qB 要使得这些离子均以平等于+x方向的速度通过OM,磁场的形状如图3实线所示

    由几何关系得:S=S-S

    S 大 =2(

    1

    3 π R 2 -

    1

    2 R 2 sin120°)

    S 小 =2(

    1

    6 π R 2 -

    1

    2 R 2 sin60°)

    S=2(

    1

    3 π R 2 -

    1

    2 R 2 sin120°)-2(

    1

    6 π R 2 -

    1

    2 R 2 sin60°)=

    1

    3 π R 2 =

    π

    3 (

    mv

    qB ) 2 =

    π m 2 v 2

    3 B 2 q 2

    答:(1)离子打到OM上的最大距离

    2mv

    Bq ;

    (2)沿+y方向射出的离子从射出到第二次经过MN边界所需要的时间

    2πm

    qB +

    2mv

    qE ;

    (3)该磁场的最小面积

    π m 2 v 2

    3 B 2 q 2 .