题目内容
如图所示,在xoy区域内的第Ⅰ象限内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直xoy平面向外,区域内的其他象限无磁场.在A(L,0)点有一电子以速度v沿y轴正方向射入磁场.求电子在磁场中的运动时间.
【答案】分析:根据洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律与几何关系,可求出初速度;从而根据电子速度与初速度的大小相比,进而确定在磁场中运动的时间.
解答:
解:设电子以v的速度射入磁场时,刚好从原点O离开磁场(如图),
这时电子在磁场中的运动半径为:
又
得:
(1)当电子速度
时,其运动半径小于或等于
,电子将从x轴上的某点离开磁场,运动时间为半个周期,
(2)当电子速度
时,其运动半径大于
,电子将从y轴上某点(如D点)离开磁场.
设此时的圆心为O′,由图可知,
所以:
答:电子在磁场中的运动时间
或
.
点评:考查牛顿第二定律的应用,掌握电子在磁场中运动时间与周期公式及圆心角有关,并会画出正确的运动轨迹图.
解答:
这时电子在磁场中的运动半径为:
又
得:
(1)当电子速度
(2)当电子速度
设此时的圆心为O′,由图可知,
所以:
答:电子在磁场中的运动时间
点评:考查牛顿第二定律的应用,掌握电子在磁场中运动时间与周期公式及圆心角有关,并会画出正确的运动轨迹图.
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