【正文】
小面積 應(yīng)是實(shí)線 1和圓弧 abO所圍的面積,由幾何關(guān)系得 【 解析 】 電子由 O點(diǎn)射入第 Ⅰ 象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 沿 y軸正向發(fā)射的電子,軌跡如圖中實(shí)線 1所示,圓心在 x軸上 O1點(diǎn); 圓心在 O1On弧上的各點(diǎn),其相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡均在第 Ⅰ 象限內(nèi),如圖中 4等實(shí)線所示; 分別過(guò) O O O O4等圓心作與 y軸平行的直線 (如圖中虛線所示 )與相應(yīng)實(shí)線分別交于 a、 b、 c、d等點(diǎn),過(guò)這些點(diǎn)做平行于 x軸的直線,則為各相應(yīng)電子平行于 x軸的運(yùn)動(dòng)方向。 2000v m ve v B m r =r e B?由圖可知, a、 b、 c、 d等點(diǎn)就是各電子離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn),均應(yīng)滿足方程 本題還可以用下述方法求出下邊界 .設(shè) P(x,y)為磁場(chǎng)下邊界上的一點(diǎn),經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的電子初速度與 x軸夾角為 ? ,則由圖可知: x=rsin? y=rrcos? 得 : x2+(yr)2=r2 所以磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界也是半徑為 r,圓心為 (0,r)的圓弧應(yīng)是磁場(chǎng)區(qū)域的下邊界;圓 O2的 y軸正方向的半個(gè)圓應(yīng)是磁場(chǎng)的上邊界,兩邊 圖中的陰影區(qū)域面積,即為磁場(chǎng)區(qū)域面積 222202212 ( ) ( 1 )4 2 2mvrSreB??? ? ? ?數(shù)學(xué)方法與物理知識(shí)相結(jié)合 —— 解決物理問(wèn)題的一種有效途徑 x y v0 θ r P (x,y) O O′ O2 r 試解一道 IPHO題 —— 質(zhì)量均為 m的一簇粒子在 P點(diǎn)以同一速度 v向不同方向散開(kāi)(如圖),垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) B將這些粒子聚焦于R點(diǎn),距離 PR=2a,離子的軌跡應(yīng)是軸對(duì)稱的。試確定磁場(chǎng)區(qū)域的邊界。 (第 8屆 IPHO試題, 1975) x y v P R a a 磁 場(chǎng) O 解答:在磁場(chǎng) B中,粒子受洛侖茲力作用作半徑為 r的圓周運(yùn)動(dòng) 2vqv B mr?mvrqB?質(zhì)量為 m的所有粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中都在半徑均為 r的各自圓軌跡上運(yùn)動(dòng),離開(kāi)磁場(chǎng)后,所有粒子都打在同一點(diǎn) R 。 設(shè)半徑為 r的圓軌道上運(yùn)動(dòng)的粒子,在坐標(biāo)為( x, y)的 A點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng),沿切線飛向 R點(diǎn)。由相似三角形得到 y b a xxy???同時(shí), A作為軌跡圓上的點(diǎn),應(yīng)滿足圓的軌跡方程 2 2 2()x y b r? ? ?消去 (yb),得到滿足條件的 A點(diǎn)的集合,因此,表示磁場(chǎng)邊界的函數(shù)方程為 ? ?22x a xyrx???x y v P R b a 磁 場(chǎng) r A(x,y) O ? 作業(yè): 講義 《 課后練習(xí) 1— 9》