题目内容
一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,∠MON=120°,质点所受重力不计,求:
(1)判断磁场的方向;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B;
(3)带电质点在磁场中运动的时间.
(1)判断磁场的方向;
(2)该匀强磁场的磁感应强度B;
(3)带电质点在磁场中运动的时间.
(1)根据左手定则可以知道该磁场的方向垂直纸面向外;
(2)粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动,设其半径为R,因洛仑兹力提供向心力,

所以有qvB=
由几何关系得
=tan30°
所以r=
=
R
联立以上各式得:B=
(3)设粒子在磁场中运动的时间为t,粒子在磁场中做匀速圆周运动,其周期为T=
=
由于∠MON=120°,所以∠MO'N=60°
故粒子在磁场中运动时间 t=
T=
=
.
答:(1)垂直纸面向外
(2)该匀强磁场的磁感应强度B=
;
(3)带电质点在磁场中运动的时间为t=
(2)粒子在磁场中完成了如图所示的部分圆运动,设其半径为R,因洛仑兹力提供向心力,
所以有qvB=
| mv2 |
| r |
由几何关系得
| R |
| r |
所以r=
| R |
| tan30° |
| 3 |
联立以上各式得:B=
| ||
| 3qR |
(3)设粒子在磁场中运动的时间为t,粒子在磁场中做匀速圆周运动,其周期为T=
| 2πr |
| v |
| 2πm |
| qB |
由于∠MON=120°,所以∠MO'N=60°
故粒子在磁场中运动时间 t=
| 60° |
| 360° |
| πm |
| 3qB |
| ||
| 3V |
答:(1)垂直纸面向外
(2)该匀强磁场的磁感应强度B=
| ||
| 3qR |
(3)带电质点在磁场中运动的时间为t=
| ||
| 3V |
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