Question

（20分）如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0．15T、方向垂直于紙面向里且分布在半徑R=0．10m的圓形磁場區(qū)域里，圓的左端和y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O，右端和熒光屏MN相切于x軸上的A點(diǎn)，置于原點(diǎn)O的粒子源可沿x軸正方向發(fā)射速度為v＝3．0×10⁶m/s的帶負(fù)電的粒子流，粒子重力不計(jì)，比荷為q/m=1．0×10⁸C/kg�，F(xiàn)在以過O點(diǎn)且垂直于紙面的直線為軸，將圓形磁場緩慢地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了90⁰，

       問：（提示：）

（1）在圓形磁場轉(zhuǎn)動(dòng)前，粒子通過磁場后擊中熒光屏上的點(diǎn)與A點(diǎn)的距離；ks**5u

（2）在圓形磁場旋轉(zhuǎn)過程中，粒子擊中熒光屏上的點(diǎn)與A的最大距離；

（3）定性說明粒子在熒光屏上形成的光點(diǎn)移動(dòng)的過程。

Answer 1

（20分）解：（1）沿圓形磁場半徑射入的粒子，射出磁場偏轉(zhuǎn)后，速度方向的易知其反向延長線過圓形磁場的圓心，故可以等效為粒子從圓心直線射出。

,由幾何關(guān)系如圖可知ks**5u

       （6分）

（2）分析可知，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌跡是固定的，但磁場轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其邊界和粒子軌跡相交點(diǎn)在發(fā)生變化，射出點(diǎn)和O點(diǎn)之間距離越遠(yuǎn)，速度的方向偏轉(zhuǎn)越大，當(dāng)圓形磁場的直徑和粒子的圓形軌跡相交時(shí)，粒子偏轉(zhuǎn)方向就達(dá)到最大。

       易知θ＝30⁰由圖可知，粒子的偏向角為60⁰，AB＝2R－rtg30⁰

       故， （8分）ks**5u

（3）由分析可知，粒子飛出磁場的偏轉(zhuǎn)角度先變大后變小，故粒子擊中光屏的光點(diǎn)先向下移動(dòng)，再向上移動(dòng)。（6分）