题目内容
如图所示,AB的右侧有方向垂直纸面向里匀强磁场,磁感应强度大小为B,一个带负电的粒子(重力不计)质量为m,电荷量为q,以速率v与AB成θ=30°从A点射入匀强磁场中,求:
(1)出射点B到入射点A的距离LAB;
(2)粒子在磁场中运动的时间t.
(1)出射点B到入射点A的距离LAB;
(2)粒子在磁场中运动的时间t.
分析:(1)根据牛顿第二定律,由洛伦兹力提供向心力,从而求出半径,再由几何关系,结合对称性,即可求解;
(2)根据运动的周期公式,结合圆心角,即可求解.
(2)根据运动的周期公式,结合圆心角,即可求解.
解答:解:(1)粒子进入磁场后在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,有:qvB=m
解得粒子做圆周运动的半径:r=
因为θ=30°,
根据对称性原则,由几何关系可知△AOB为等边三角形,
所以出射点B到入射点A的距离LAB=r=
(2)粒子在磁场中运动的周期:T=
=
,
所以粒子在磁场中运动的时间:t=
答:(1)出射点B到入射点A的距离LAB=
;
(2)粒子在磁场中运动的时间t=
.
v2 |
r |
解得粒子做圆周运动的半径:r=
mv |
qB |
因为θ=30°,
根据对称性原则,由几何关系可知△AOB为等边三角形,
所以出射点B到入射点A的距离LAB=r=
mv |
qB |
(2)粒子在磁场中运动的周期:T=
2πr |
v |
2πm |
qB |
所以粒子在磁场中运动的时间:t=
5πm |
3qB |
答:(1)出射点B到入射点A的距离LAB=
mv |
qB |
(2)粒子在磁场中运动的时间t=
5πm |
3qB |
点评:考查粒子在磁场中做匀速圆周运动,掌握牛顿第二定律的应用,理解洛伦兹力提供向心力,并注意运动的时间除与周期有关外,还关注圆弧的圆心角.
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