题目内容
(08年雅礼中学月考)(12分)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=5.0×10-2T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里。质量为m=6.64×10-27、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=1205V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,并先后通过匀强磁场区域。
⑴求出α粒子在磁场中的运动半径;
⑵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;
⑶求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间。
解析:⑴α粒子在电场中被加速,由动能定理得
(2分)
α粒子在磁场中偏转,则牛顿第二定律得
联立解得(m) (2分)
⑵能正确作出图象得 (4分)
⑶带电粒子在磁场中的运动周期
(2分)
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
(s) (2分)
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