题目内容

(2007?淮安模拟)如图所示在真空中XOY平面的X>0区域内,磁感应强度B=1.0×10-2T的匀强磁场,方向与XOY平面垂直,在X轴上P(10,0)点,有一放射源,在XOY平面内各个方向发射速度V=1.0×105m/S的带正电的粒子粒子质量m=1.0×10-26Kg粒子的带电量为q=1.0×10-18C,则带电粒子打到y轴上的范围为
-10cm~17.32cm
-10cm~17.32cm
(重力忽略)
分析:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律求出粒子的轨道半径;作出粒子运动轨迹然后求出粒子打到y轴上的范围.
解答:解:洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB=m
v2
R

解得,粒子的轨道半径R=0.1m,
由左手定则可知,粒子在磁场中沿逆时针做圆周运动,粒子的运动轨迹过P点,
粒子离开P点的最大距离为2R,以P为圆心,2R为半径做圆,交y轴与A点,
A是粒子打在y轴上的最远点,粒子在y轴负半轴上的最远点为B,如图所示,
由几何知识得:OA=
(2R)2-OP2
=
(2×0.1)2-0.12
=0.1
3
m
=0.1732m=17.32cm,
OB=R=0.1m=10cm,粒子打到y轴上的范围是-10cm~17.32cm;
故答案为:-10cm~17.32cm.
点评:本题考查了带电粒子在匀强磁场中的运动,根据题意作出粒子的运动轨迹是正确解题的前提与关键.
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