题目内容

如图所示,在一底边长为2Lθ=45°的等腰三角形区域内(O为底边中点)有垂直纸面向外的匀强磁场。现有一质量为m、电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从O点垂直于AB进入磁场,不计重力与空气阻力的影响。求

 (1)粒子经电场加速射入磁场时的速度大小;

(2)磁感应强度B为多少时,粒子能以最大的圆周半径偏转后打到OA板;

(3)增大磁感应强度B,可延长粒子在磁场中的运动时间,求粒子在磁场中运动的最长时间。(不计粒子与AB板碰撞的作用时间,设粒子与AB板碰撞前后,电量保持不变并以相同的速率反弹)

解: (1)粒子经电场加速射入磁场时的速度为v

qUmv2   v

(2)要使圆周半径最大,则粒子的圆周轨迹应与AC边相切,设圆周半径为R

由图中几何关系:

RL

qvBm

B

(3)设粒子运动圆周半径为rr,当r越小,最后一次打到AB板的点越靠近A端点,在磁场中圆周运动累积路程越大,时间越长。当r为无穷小,经过n个半圆运动,最后一次打到A点。有:n

圆周运动周期:T

最长的时间:tmn

得:tm

答案:(1)  (2) (3)

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