题目内容
【题目】如图,空间存在方向垂直于纸面(
平面)向里的磁场。在
区域,磁感应强度的大小为
;
区域,磁感应强度的大小为
(常数
)。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度
从坐标原点O沿
轴正向射入磁场,此时开始计时,不计粒子重力,当粒子的速度方向再次沿
轴正向时,求:
(1)粒子运动的时间;
(2)粒子与O点间的距离。
【答案】(1)
(2) ![]()
【解析】
如图为粒子的轨迹
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粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,
则有:
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那么
,![]()
(1)根据左手定则可得:粒子做逆时针圆周运动;故粒子运动轨迹如图所示,则粒子在
磁场区域运动半个周期,在
磁场区域运动半个周期;那么粒子在
磁场区域运动的周期
,
在
磁场区域运动的周期
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所以,粒子运动的时间:
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(2)粒子与O点间的距离:
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