题目内容
【题目】平面OM和平面ON之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m,电荷量为q(q>0)。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场,速度与OM成30°角。已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点,并从OM上另一点射出磁场。不计粒子重力。求:
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(1)粒子在磁场中的运动时间;
(2)粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离。
【答案】(1)
(2)![]()
【解析】(1)洛伦兹力等于向心力:qvB=m
,
, ![]()
又
, ![]()
(2)粒子进入磁场做顺时针方向的匀速圆周运动,轨迹如图所示,
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根据洛伦兹力提供向心力,有qvB=m![]()
解得R=![]()
根据轨迹图知PQ=2R=2
,∠OPQ=60°
粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为OP=2PQ=![]()
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