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如图甲所示,在xOy平面的第三象限内有一个粒子发射装置S,它可以向第一象限0°~90°范围内的不同方向发射速率为v0=1.0×103m/s,比荷为qm=1×105C/kg的大量带负电粒子.现在x轴上方的某区域内
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问题描述:

如图甲所示,在xOy平面的第三象限内有一个粒子发射装置S,它可以向第一象限0°~90°范围内的不同方向发射速率为v0=1.0×103m/s,比荷为qm=1×105C/kg的大量带负电粒子.现在x轴上方的某区域内加一个匀强磁场,使所有粒子经过磁场后能在0≤y≤0.1m的范围内沿x轴正向运动.粒子越过磁场区域后进入一个由平行板电容器MN所产生的正方形电场区域,电容器两极板上的电压随时间变化的图象如图乙所示,已知电容器的左右两端位于x1=0.15m,x2=0.25m处,上下两端位于y1=0.1m、y2=0m处,在x=0.3m处有一个平行于y轴的荧屏L,粒子打到荧光屏后能够发光.若所有粒子的运动轨迹都在一行于纸面的平面内,且不计粒子的重力、粒子间的相互作用及粒子落在极板和荧光屏上对电压的影响.求:

(1)偏转磁场的感应强度;

(2)偏转磁场在图中坐标系中分布的最小面积(结果保留两位有效数字);

(3)电容器两极板间有电压和无电压时荧光屏上平行于y轴方向发光长度的比值.

刘云侠回答:
  (1)粒子沿y轴正方向射入第一象限后,都能平行于x轴射出,在磁场中转动90°的圆心角,其圆心在x轴上,圆的半径为   r=0.1m    ①   由洛仑兹力提供向心力则有:   Bqv
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