题目内容
如图所示,在y<0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面指向纸面外,磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xOy平面内,与x轴正向的夹角为θ若粒子射出磁场的位置与O点距离为L,求:
(1)带电粒子在磁场中运动中的轨道半径,
(2)带电粒子在磁场中的运动时间t,
(3)该带电粒子的比荷q/m.
(1)带电粒子在磁场中运动中的轨道半径,
(2)带电粒子在磁场中的运动时间t,
(3)该带电粒子的比荷q/m.
(1)粒子运动的轨迹如图:

则圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,由几何关系可得Rsinθ=
解得:R=
(2)由v0t=(2π-2θ)R
得:t=
(3)洛伦兹力提供向心力:qv0B=
解得R=
②
联立 ①、②两式,解得
=
答:(1)带电粒子在磁场中运动中的轨道半径R=
;(2)带电粒子在磁场中的运动时间t=
;
(3)该带电粒子的比荷
=
.
则圆轨道的圆心位于OA的中垂线上,由几何关系可得Rsinθ=
| L |
| 2 |
解得:R=
| L |
| 2sinθ |
(2)由v0t=(2π-2θ)R
得:t=
| (π-θ)L |
| v0sinθ |
(3)洛伦兹力提供向心力:qv0B=
m
| ||
| R |
解得R=
| mv0 |
| qB |
联立 ①、②两式,解得
| q |
| m |
| 2v0sinθ |
| BL |
答:(1)带电粒子在磁场中运动中的轨道半径R=
| L |
| 2sinθ |
| (π-θ)L |
| v0sinθ |
(3)该带电粒子的比荷
| q |
| m |
| 2v0sinθ |
| BL |
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