题目内容

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15-5-5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处以速率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.

图15-5-5

(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B′,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B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?

(1)  (2)B,


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°,则粒子轨迹半径R=r        ①

又qvB=                                                                 ②

则粒子的比荷                                                         ③

(2)如图15-5-6粒子从D点飞出磁场速度方向改变了60°角,故AD弧所对圆心角为60°,粒子做圆周运动的半径

图15-5-6

R′=rcot30°=r                                                            ④

又R′=                                                                  ⑤

所以B′=B                                                               ⑥

粒子在磁场中飞行时间:t=T=×

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