Question

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

       問：（提示：）

（1）在圓形磁場轉動前，粒子通過磁場后擊中熒光屏上的點與A點的距離；ks**5u

（2）在圓形磁場旋轉過程中，粒子擊中熒光屏上的點與A的最大距離；

（3）定性說明粒子在熒光屏上形成的光點移動的過程。

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。

,由幾何關系如圖可知ks**5u

       （6分）

（2）分析可知，粒子在磁場中運動的軌跡是固定的，但磁場轉動時，其邊界和粒子軌跡相交點在發生變化，射出點和O點之間距離越遠，速度的方向偏轉越大，當圓形磁場的直徑和粒子的圓形軌跡相交時，粒子偏轉方向就達到最大。

       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角度先變大后變小，故粒子擊中光屏的光點先向下移動，再向上移動。（6分）