专题9 磁场
1.(2013•北京房山二模,20题)如图所示,在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场,在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等.有一个带正电的带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中,并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场,又恰好垂直进入第Ⅳ象限的磁场.已知OP之间的距离为d,则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时,在电场和磁场中运动的总时间为
A.7πd2v0 B.dv0(2+5π) C.dv0(2+3π2) D.dv0(2+7π2)
【答案】D
【 解析】根据题意作出粒子的运动轨迹,如图所示:
粒子进入电场后做类平抛运动,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场,所以v= = v0
vx=v0tan45°=v0,沿x轴方向有:x= at2,所以 = ,故OA=2OP=2d,在垂直电场方向做匀速运动,所以在电场中运动的时间为:t1= ,
如图,AO1为在磁场中运动的轨道半径,根据几何关系可知:
AO1= d,粒子从A点进入磁场,先在第一象限运动 个圆周而进入第四象限,后经过半个圆周,第二次经过x轴,所以自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为t2= ,故自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为t=t1+t2=dv0(2+7π2),故D正确.
2.(2013•北京丰台二模,19题) 如图是质谱仪的工作原理示意图。粒子源(在加