题目内容
如图所示,在xOy平面上,以y轴上点Ol为圆心,半径为R=0.3m的圆形区域内,分布着一个方向垂直于xOy平面向里,磁感应强度大小为B=0.5T的匀强磁场。一个比荷
的带正电粒子,从磁场边界上的原点O,以
的初速度,沿不同方向射入磁场,粒子重力不计,求:
![]()
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)粒子通过磁场空间的最长运动时间。
【答案】
(1)0.34m (2)![]()
【解析】
试题分析:(1)带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律有
?
解得
=0.34m
(2)因
,故当粒子轨迹圆弧所对的弦长为圆形区域的直径时运动时间最长,运动轨迹如图.
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由图可知:
即θ=120°?
根据线速度的定义有:![]()
粒子通过磁场空间的运动时间最长为![]()
考点:本题考查了带电粒子在磁场中的运动、匀速圆周运动规律、以及平面几何相关知识,意在考查学生的分析综合能力和运用数学知识解决物理问题的能力.
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