题目内容
如图所示,在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-3 T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里.质量为m=6.64×10-27kg、电荷量为q=+3.2×10-19C的α粒子(不计α粒子重力),由静止开始经加速电压为U=1205 V的电场(图中未画出)加速后,从坐标点M(-4,)处平行于x轴向右运动,并先后通过两个匀强磁场区域.
(1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径;
(2)你在图中画出α粒子从直线x=-4到直线x=4之间的运动轨迹,并在图中标明轨迹与直线x=4交点的坐标;
(3)求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间.
解析:(1)粒子在电场中被加速,由动能定理得qU=mv2
α粒子在磁场中偏转,则牛顿第二定律得qvB=m
联立解得r==
=
(m).
(2)由几何关系可得,α粒子恰好垂直穿过分界线,故正确图象为(如图所示).
(3)带电粒子在磁场中的运动周期T==
α粒子在两个磁场中分别偏转的弧度为,在磁场中的运动总时间t=
T=
=
=6.5×10-6(s).
答案:(1)(m) (2)略 (3)6.5×10-6(s)
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