如圖所示,磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)區(qū)域里,圓的左端和y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O,右端和熒光屏MN相切于x軸上的A點(diǎn),置于原點(diǎn)O的粒子源可沿x軸正方向發(fā)射速度為v=3.0×106m/s的帶負(fù)電的粒子流,粒子重力不計(jì),比荷為q/m=1.0×108C/kg.現(xiàn)在以過O點(diǎn)且垂直于紙面的直線為軸,將圓形磁場(chǎng)緩慢地順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了900,問:(提示:tg2θ=
2tgθ1-tg2θ

(1)在圓形磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)前,粒子通過磁場(chǎng)后擊中熒光屏上的點(diǎn)與A點(diǎn)的距離;
(2)在圓形磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)過程中,粒子擊中熒光屏上的點(diǎn)與A的最大距離;
(3)定性說明粒子在熒光屏上形成的光點(diǎn)移動(dòng)的過程.
分析:(1)粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)粒子的半徑公式和幾何關(guān)系可以求得粒子射出磁場(chǎng)時(shí)的位置,進(jìn)而可以確定中熒光屏上的點(diǎn)與A點(diǎn)的距離;
(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡是固定的,但磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其邊界和粒子軌跡相交點(diǎn)在發(fā)生變化,從而可以確定粒子擊中熒光屏上的點(diǎn)與A的最大距離;
(3)粒子飛出磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)角度先變大后變小,故粒子擊中光屏的光點(diǎn)先向下移動(dòng),再向上移動(dòng).
解答:解:(1)沿圓形磁場(chǎng)半徑射入的粒子,射出磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,速度方向的易知其反向延長(zhǎng)線過圓形磁場(chǎng)的圓心,
故可以等效為粒子從圓心直線射出.
r=
mv
Bq
=0.2m=2R
,
由幾何關(guān)系如圖可知tgθ=
R
r
=
1
2
y=Rtg2θ=
2
15
m
,
(2)分析可知,粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡是固定的,但磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其邊界和粒子軌跡相交點(diǎn)在發(fā)生變化,
射出點(diǎn)和O點(diǎn)之間距離越遠(yuǎn),速度的方向偏轉(zhuǎn)越大,
當(dāng)圓形磁場(chǎng)的直徑和粒子的圓形軌跡相交時(shí),粒子偏轉(zhuǎn)方向就達(dá)到最大.
易知θ=30°由圖可知,粒子的偏向角為600,AB=2R-rtan30°
AB=
1
5
-
3
15
(cm)
,y=ABtg600=
3
5
-
1
5
(cm)

(3)由分析可知,粒子飛出磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)角度先變大后變小,故粒子擊中光屏的光點(diǎn)先向下移動(dòng),再向上移動(dòng).
點(diǎn)評(píng):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題一般程序是
  1、畫軌跡:確定圓心,幾何方法求半徑并畫出軌跡.
  2、找聯(lián)系:軌跡半徑與磁感應(yīng)強(qiáng)度、速度聯(lián)系;偏轉(zhuǎn)角度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間相聯(lián)系,時(shí)間與周期聯(lián)系.
  3、用規(guī)律:牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.
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( 。
A、是N型半導(dǎo)體,n=
BI
qdU
B、是P型半導(dǎo)體,n=
BI
qdU
C、是N型半導(dǎo)體,n=
BI
qLU
D、是P型半導(dǎo)體,n=
BI
qLU

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