题目内容
【题目】在以坐标原点 O为圆心、半径为 r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。 一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x轴的交点 A处以速度 v沿-x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与 y轴的交点 C处沿+y方向飞出。
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷
;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为
,该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度
多大?
(3)在第(2)问条件下,此次粒子在磁场中运动所用时间 t是多少?
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【答案】(1)
;(2)
;(3) ![]()
【解析】
(1)由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知,该粒子带负电荷。粒子由A点射入,由C点飞出,其速度方向改变了90°,由几何关系可知,粒子轨迹半径:
R=r
由:
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解得:
;
(2)粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°,故AD弧所对圆心角60°,由几何关系可知,粒子做圆周运动的半径:
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由:
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得:
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(3)粒子在磁场中飞行周期:
,
粒子在磁场中飞行时间:
。
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