题目内容

如图所示,在磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场中,一质量为m、带电量大小为q(电性未知)的粒子做匀速圆周运动(粒子重力不计),在轨迹圆周上有距离为S的a、b两点,粒子通过a点时它的速度方向与ab连线成θ角(弧度).求:

(1)粒子所带电性,画出轨迹圆心;

(2)粒子速度大小;

(3)粒子从a点运动到b点的时间.

答案:
解析:

解:(1)根据左手定则可判定粒子带负电.轨迹圆圆心的确定:过a点做速度的垂线,即向心力的方向,过弦ab中点做垂线必过圆心,两线交点为轨迹圆圆心.如图所示.

(2)带电粒子做匀速圆周运动,洛仑兹力f做向心力.

根据牛顿定律 f=qBv

可得轨迹圆半径

根据几何知识可知速度方向与弦ab的夹角θ为弦ab所对圆心角的一半,sinθ=S/2R,R=S/(2sinθ)

将②式带入①式得

(3)粒子由a点运动到b点的时间t为弦所对圆心角2θ是2π角的几分之一,t就是周期T的几分之一.

将①式带入,得,那么时间


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