题目内容
如图所示,在半径为R的半圆形区域,有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B。质量为m,带电荷量为q的微粒以某一初速度沿垂直于半圆直径AD方向从P点射入磁场,已知AP=d。不计空气阻力和微粒的重力。
(1)若微粒恰好从A点射出磁场,求微粒的入射速度v1;
(2)若微粒从纸面内的Q点射出磁场,且已知射出方向与半圆在Q点的切线成夹角(如图),求微粒的入射速度v2。
(1)若微粒恰好从A点射出磁场,求微粒的入射速度v1;
(2)若微粒从纸面内的Q点射出磁场,且已知射出方向与半圆在Q点的切线成夹角(如图),求微粒的入射速度v2。
(1) (2分)
2) (2分)
2) (2分)
解:(1)当微粒从A点射出磁场时,如图所示知,
其轨道半径……① (2分)
由牛顿第三定律得:……② (2分)
由①②得: (2分)
(2)当微粒从Q点射出磁场时,其轨迹如图所示
由几何关系知……③ (1分)
设此时轨道半径为R2,则
即……④ (1分)
由余弦定理得:……⑤ (2分)
由④⑤得:……⑥ (2分)
由牛顿第二定律得:……⑦ (2分)
由⑥⑦得: (2分)
其轨道半径……① (2分)
由牛顿第三定律得:……② (2分)
由①②得: (2分)
(2)当微粒从Q点射出磁场时,其轨迹如图所示
由几何关系知……③ (1分)
设此时轨道半径为R2,则
即……④ (1分)
由余弦定理得:……⑤ (2分)
由④⑤得:……⑥ (2分)
由牛顿第二定律得:……⑦ (2分)
由⑥⑦得: (2分)
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