题目内容

如图所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向内,质子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,再分别从MN上A、B两点离开磁场.已知质子的质量为m,电荷量为e,α粒子的质量为4 m,电荷量为2e.忽略带电粒子的重力及质子和α粒子间的相互作用.求:

(1)A、B两点间的距离;

(2)α粒子在磁场中运动的时间.

答案:
解析:

  解:(1)质子进入磁场做半径为R1的匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,

  根据牛顿第二定律:ev0B=m,R1=

  质子离开磁场时到达A点,O、A间的距离d1=2R1=

  同理,α粒子在磁场中做圆周运动的半径为R2=,α粒子离开磁场时到达B点,O、B间的距离

  d2=2R2=,则A、B两点间的距离d=d2-d1=.

  (2)α粒子在磁场中运动周期为T=

  则α粒子在磁场中运动的时间为t=.


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