题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直于纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L).一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度方向与x轴正方向的夹角为60°。求:
(1)电子做圆周运动的半径为多少?
(2)电子在磁场中运动的时间为多少?
(3)电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为多少?
【答案】(1)2L(2) (3)(0,-L)
【解析】试题分析:根据电子的速度方向确定圆心的位置,然后依据几何关系求解半径大小。再由周期公式,结合电子圆周运动的圆心角求解电子在磁场中运动的时间。根据几何关系,可求电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标。
(1)设电子在磁场中轨迹的半径为r,运动轨迹如图,可得电子在磁场中转动的圆心角为60°
由几何关系可得:
解得,轨迹半径:
(2)电子在磁场中转动的周期:
电子转动的圆心角为60°,则电子在磁场中运动的时间
(3)参考上图,由几何关系可知
电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-L)
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