如圖所示,分布在半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向里。電荷量為、質(zhì)量為的帶正電粒子從磁場邊緣點處沿圓的半徑O方向射入磁場,離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了角,試求:
(1)粒子做圓周運動的半徑R;
(2)粒子的入射速度;
(3)若保持粒子的速率不變,從點入射時速度的方向順時針轉(zhuǎn)過角,粒子在磁場中運動的時間。
(1)如圖所示,設(shè)正離子從磁場區(qū)域射出點為C,射出方向的延長線與射方向的直徑交點為O,正離子在磁場中運動的軌跡是一段圓弧,它的圓心一定位于過入射點且與入射方向垂直的直線上,由于正離子射出磁場的方向必沿圓弧在C點的切線,故連線必垂直于連線,又因為四邊形的內(nèi)角和為,可推出,即正離子在磁場區(qū)域中運動軌跡弧對點所張的圓心角為,軌道半徑…………4分
(2)粒子在磁場中運動時洛倫茲力提供向心力
,解得………………4分
(3)如果整個空間都充滿了方向垂直于紙面向里的勻強磁場,正離子在紙面上做圓周運動的周期為由于軌道半徑不變,當(dāng)離子速度方向沿順時針方向轉(zhuǎn)時,運動軌跡弧所對圓心角仍為角,則正離子沿圓弧由點運動到點所需時間
……………………………4分
略
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科目:高中物理 來源:青海師大附中高二年級期中考試物理試卷 題型:計算題
如圖所示,分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直紙面向里。電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子從磁場邊緣A點沿圓的半徑AO方向射入磁場,離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角。試確定:
(1)粒子做圓周運動的半徑; (2)粒子的入射速度;
(3)若保持粒子的速度不變,從A點入射時速度的方向順時針轉(zhuǎn)過
60°角,求粒子在磁場中運動的時間。
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