题目内容
如图所示,在xOY坐标系第一、四象限分别有磁感强度为B1、B2的匀强磁场,已知B2=3B1,磁场方向均垂直纸
面向外。今有一质量为m,带电量为q 的带正电的粒子,自O点出发在xOy平面内,沿与x轴30°角的方向,以初速度vo射入磁场。(不计粒子的重力)
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(1)画出粒子运动轨迹示意图。
(2)粒子从O点射出到第一次通过x轴的过程中所经历的时间,并确定出粒子第一次通过x轴的点的坐标。
(1)见解析。
(2)![]()
解析:
(1)根据左手定则,粒子在两个磁场中的圆周运动方向没有发生变化,但半径不同,
根据牛顿第二定律
…………………w.w.w.k.s.5.u.c.o.m… ①
可得:
知,
,即
。
由数学知识知,在B1中的圆心角为60°,弦长与半径相等,在B2中的圆心角为300°,弦长与半径也相等,故在B2中的相邻圆轨道外切,如下图所示(5分)
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(2)由
……………………………②
①②联立可得
…………………③
所以第一次通过x轴经历的时间
,
第一次通过x轴的位置坐标
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(评分标准:(1)5分;画图要体现出第四象限中轨迹外切;(2)5分)
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