首页 > 中学物理试题 > 题目详情
某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样,首先,如图甲所示,在真空空间的竖直平面内建立xOy坐标系,在y1=0.1m和y2=-0.lm处有两个与x轴平行的水平界面PQ和MN把空间分成Ⅰ、Ⅱ...
题目内容:
某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”、“8”字样,首先,如图甲所示,在真空空间的竖直平面内建立xOy坐标系,在y1=0.1m和y2=-0.lm处有两个与x轴平行的水平界面PQ和MN把空间分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,在三个区域中分别存在匀强磁场B1、B2、B3,其大小满足B2= 2B1= 2B3=0.02T,方向如图甲所示。在Ⅱ区域中的y轴左右两侧还分別存在匀强电场E1、E2(图中未画出)。忽格所有电、磁场的边缘效应,ABCD基以坐标原点O为中心对称的正方形,其边长L=0.2m。现在界面PQ上的A处沿y轴正方向发射一比荷的带正电荷的粒子(其重力不计),粒子恰能沿图中实线途经BCD三点后回到A点并做周期性运动,轨迹构成一个“0”字。已知粒子每次穿越II区域时均做直线运动。
(1)E1、E2的大小和方向;
(2)去掉II和Ⅲ区域中的匀强电场和磁场,其他条件不变,仍在A处以相同的速度发射相同的粒子,请在Ⅱ和Ⅲ区城内重新设计适当的匀强电场或匀强磁场,使粒子运动的轨迹成为上、下对称的“8”字,且粒子运动的周期跟甲图中相同,请通过必要的计算和分析,求出你所设计的“场”的大小、方向和区域, 并在乙图中描给出带电粒子的运动轨迹和你所设计的“场”。(上面半圆轨迹N在图中画出)
本题链接: