题目内容
(1)离子在磁场中运动的轨迹半径
(2)当
| mv | Bq |
(3)试推出在x>0的区域中磁场的边界点坐标x和y满足的关系式.(没有问题,最多改为“x、y满足的关系式”)
分析:(1)离子进入磁场后,受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动,根据向心力公式即可求解;
(2)先根据几何关系求出进入和离开磁场时的坐标,求出粒子运动的路程,根据时间等于路程除以速率求解;
(3)根据几何关系表示出x、y与半径r的关系,带入数据即可得出x与y之间满足的关系式.
(2)先根据几何关系求出进入和离开磁场时的坐标,求出粒子运动的路程,根据时间等于路程除以速率求解;
(3)根据几何关系表示出x、y与半径r的关系,带入数据即可得出x与y之间满足的关系式.
解答:解:(1)离子进入磁场后,受洛仑兹力作用,由牛顿第二定律得:
Bqv=
整理得:r=
(2)如图所示,由几何关系可得,离子进入磁场A点坐标为(-
,
a)离开磁场B点坐标为(
,
a)

由几何关系,离子运动的路程为:
s=
a+
r=
a+
a
则t=
=
或t=
=
(3)在x>0的区域内,令离子离开磁场后与x轴夹角为θ.
由几何关系得:x=rsinθ
y=(
-rtanθ)sinθ
代入相关数据并化简得:y=
答:(1)离子在磁场中运动的轨迹半径r=
(2)当
=a时,与x轴成30°角射出的离子从P点到达R点的时间t=
或t=
.
(3)在x>0的区域中磁场的边界点坐标x和y满足关系式y=
.
Bqv=
| mv2 |
| r |
整理得:r=
| mv |
| qB |
(2)如图所示,由几何关系可得,离子进入磁场A点坐标为(-
| a |
| 2 |
| ||
| 6 |
| a |
| 2 |
| ||
| 6 |
由几何关系,离子运动的路程为:
s=
2
| ||
| 3 |
| π |
| 3 |
2
| ||
| 3 |
| π |
| 3 |
则t=
| s |
| v |
(2
| ||
| 3v |
| s |
| v |
(2
| ||
| 3Bq |
(3)在x>0的区域内,令离子离开磁场后与x轴夹角为θ.
由几何关系得:x=rsinθ
y=(
| a |
| cosθ |
代入相关数据并化简得:y=
| (ax-x2)Bq | ||
|
答:(1)离子在磁场中运动的轨迹半径r=
| mv |
| qB |
(2)当
| mv |
| Bq |
(2
| ||
| 3v |
(2
| ||
| 3Bq |
(3)在x>0的区域中磁场的边界点坐标x和y满足关系式y=
| (ax-x2)Bq | ||
|
点评:本题是带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,要求同学们能画出粒子运动的轨迹,结合几何关系求解,知道半径公式及周期公式,难度较大.
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