如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场磁感应强度的大小为B.某种质量为m,

如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场磁感应强度的大小为B.某种质量为m,电荷量q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度v进入磁场区域,该粒子的运动轨迹恰好与磁场右边界相切.重力的影响忽略不计.
(1)求该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径和周期;
(2)求磁场左、右两边界之间的距离L;
(3)若粒子进入磁场的速度大小为2v,求此粒子在磁场中运动的时间t.
粗心男 1年前 已收到1个回答 举报

大地上的独行者 幼苗

共回答了21个问题采纳率:90.5% 举报

解题思路:(1)根据洛伦兹力提供圆周运动向心力求出粒子在磁场中的运动半径和周期;
(2)根据题设给出的条件,作出带电粒子在磁场中的运动轨迹,由(1)求出的半径和几何关系可以得出有界磁场的宽度L.

(1)带电粒子在磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力
qvB=m
v2
R
即:粒子做圆周运动的半径R=
mv
qB
粒子圆周运动的周期T=
2πR
v=

mv
qB
v=
2πm
qB
(2)根据题意作出粒子在磁场中运动的轨迹,根据几何关系可知,粒子在磁场中运动的半径与磁场宽度相同,即
L=R=[mv/qB]
(3)若速度变为2v,则半径变为原来的2倍;则粒子在磁场中运动轨迹如图所示;
由几何关系可知,粒子的转过的圆心角为30°;
经历的时间t=[30°/360°T=
πm
6Bq];
答:(1)该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径R=
mv
qB和周期T[2πm/qB];
(2)磁场左、右两边界之间的距离L=[mv/qB].(3)经历的时间为[πm/6Bq].

点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

考点点评: 在不计重力的情况下,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由此得出半径和周期的关系是解决本题的关键,根据题意给出的条件作出粒子运动轨迹,能根据几何关系求出半径与磁场宽度间的关系.

1年前

2
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.116 s. - webmaster@yulucn.com