题目内容
如图3所示,有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B,方向向里。一带正电荷量为q的粒子,质量为m,从O点以某一初速度垂直射入磁场,其轨迹与x、y轴的交点A、C到O点的距离分别为a、b。试求:(1)初速度方向与x轴夹角;(2)初速度的大小。
(1)(2)
(1)粒子垂直射入磁场,在xOy平面内做匀速圆周运动,如图4所示,OA、OC是圆周上的两条弦。做两条弦的垂直平分线,交点O1即为圆轨迹的圆心,以O1为圆心,
=R为半径画圆。正电荷在O点所受的洛仑兹力F的方向(与初速度垂直)和粒子的初速度v的方向(与垂直斜向上),也在图上标出。
设初速度方向与x轴的夹角为,由几何关系可知,∠O1OC=。在直角三角形OO1D中,有
(2)由直角三角形OO1D,粒子的轨道半径
粒子在磁场中运动有
由上述两式可得
=R为半径画圆。正电荷在O点所受的洛仑兹力F的方向(与初速度垂直)和粒子的初速度v的方向(与垂直斜向上),也在图上标出。
设初速度方向与x轴的夹角为,由几何关系可知,∠O1OC=。在直角三角形OO1D中,有
(2)由直角三角形OO1D,粒子的轨道半径
粒子在磁场中运动有
由上述两式可得
练习册系列答案
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