题目内容
7.(1)求粒子射入时的速度大小.
(2)为零使该粒子不从AC边界飞出,则下方磁场的磁感应强度B与B0的关系硬满足什么条件.
分析 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力,作出粒子运动轨迹,求出粒子轨道半径,应用牛顿第二定律可以求出粒子的速度.
(2)作出粒子运动轨迹,求出粒子恰好不离开AC的临界轨道半径,然后应用牛顿第二定律求出磁感应强度,然后求出磁感应强度B与B0的关系.
解答 解:(1)粒子在磁场中匀速圆周运动,粒子运动轨迹如图1所示,![]()
由几何知识得:r2=(r-a)2+(3a)2,解得:r=5a,
由牛顿第二定律得:qv0B0=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r}$,解得:v0=$\frac{5q{B}_{0}a}{m}$;
(2)粒子运动轨迹恰好与AC相切时粒子恰好不从AC边离开,粒子运动轨迹如图2所示,
由几何知识得:r′+r′cosθ=3a,cosθ=$\frac{3a}{5a}$=$\frac{3}{5}$,解得:r′=$\frac{15}{8}$a,
由牛顿第二定律得:qv0B=m$\frac{{v}_{0}^{2}}{r′}$,解得:B=$\frac{8}{3}$B0,
所以,当:B≥$\frac{8}{3}$B0时,粒子不会从AC边离开;
答:(1)粒子射入时的速度大小为$\frac{5q{B}_{0}a}{m}$.
(2)为使该粒子不从AC边界飞出,下方磁场的磁感应强度B与B0的关系应满足:B≥$\frac{8}{3}$B0.
点评 本题考查了粒子在磁场中的运动,带电粒子在磁场中运动,关键在于分析粒子的运动情况,明确粒子可能运动轨迹,根据几何关系确定圆心和半径;同时注意临界条件的应用才能顺利求解.
练习册系列答案
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20.
如图所示,间距为L=1.0m、长为5.0m的光滑导轨固定在水平面上,一电容为C=0.1F的平行板电容器接在导轨的左端.垂直于水平面的磁场沿x轴方向上按B=B0+kx(其中B0=0.4T,k=0.2T/m)分布,垂直x轴方向的磁场均匀分布.现有一导体棒横跨在导体框上,在沿x轴方向的水平拉力F作用下,以v=2.0m/s的速度从x=0处沿x轴方向匀速运动,不计所有电阻,下面说法中正确的是( )
| A. | 电容器中的电场随时间均匀增大 | |
| B. | 电路中的电流随时间均匀增大 | |
| C. | 拉力F的功率随时间均匀增大 | |
| D. | 导体棒运动至x=3m处时,所受安培力为0.02N |
17.下述说法正确的是( )
| A. | 气体分子的平均动能越大,每个气体分子的温度就越高 | |
| B. | 气体的压强是由气体的重力引起的 | |
| C. | 封闭容器内气体对各个方向的压强大小相等 | |
| D. | 对一定质量的气体,温度改变,体积、压强均不变是不可能的 |