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?

【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:

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:

由:

得:

(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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