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当前位置: 高中物理 / 电磁学 / 磁场 / 带电粒子在有界磁场中的运动
  • 1. 离子速度分析器截面图如图所示。半径为R的空心转筒P,可绕过O点、垂直xOy平面(纸面)的中心轴逆时针匀速转动(角速度大小可调),其上有一小孔S。整个转筒内部存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。转筒下方有一与其共轴的半圆柱面探测板Q,板Q与y轴交于A点。离子源M能沿着x轴射出质量为m、电荷量为-q(q>0)、速度大小不同的离子,其中速度大小为v0的离子进入转筒,经磁场偏转后恰好沿y轴负方向离开磁场。落在接地的筒壁或探测板上的离子被吸收且失去所带电荷,不计离子的重力和离子间的相互作用。

    1. (1) ①求磁感应强度B的大小;②若速度大小为v0的离子能打在Q板的A处,求转筒P角速度ω的大小;
    2. (2) 较长时间后,转筒P每转一周有N个离子打在板Q的C处,OC与x轴负方向的夹角为θ,求转筒转动一周的时间内,C处受到平均冲力F的大小;
    3. (3) 若转筒P的角速度小于 ,且A处探测到离子,求板Q上能探测到离子的其他θ′的值(为探测点位置和O点连线与x轴负方向的夹角)。