题目内容
【题目】如图所示,圆形区域内存在垂直于圆面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。A、C、D三点在圆上,O为圆心,且。带电粒子a从A点沿AO方向射入磁场,从D点离开磁场区域;带电粒子b从A点沿AO方向射入磁场,从C点离开磁场区域。已知粒子a的质量为m、电荷量为q(q>0),粒子a、b带等量异种电荷,且粒子b从A点射入磁场时的动能是粒子a从A点射入磁场时动能的2倍,不计粒子重力,求:
(1)粒子b的质量;
(2)粒子b在磁场中运动的时间。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)由题意可知: ,
粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,则
粒子a:
粒子b:
解得:
(2)粒子运动轨迹如图所示,设, ,由几何关系可知:
粒子b:
则粒子b从A到C的时间: , 解得:
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