题目内容
【题目】如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求:
(1)该粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间.
【答案】(1) (2)
【解析】先作圆O′,根据题目条件过O作直线L即x轴,交圆O′于O″,即可得到粒子进入磁场的运动轨迹:过入射点O沿逆时针再经O″射出.再分别过O、O″作垂线交于O′,既为粒子作圆周运动轨迹的圆心.如图(a)这样作出的图既准确又标准,且易判断粒子做圆周运动的圆心角为270°.
(1)粒子轨迹如图(b).粒子进入磁场在洛伦兹力的作用下做圆周运动:
, .
(2)粒子运动周期: ,粒子做圆周运动的圆心角为270°,
所以 .
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