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如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10T,磁场区域半径r=233m,左侧区圆心为O1,磁场向里,右侧
网友投稿 2022-09-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10T,磁场区域半径r=
2
3
3
m,左侧区圆心为O
1
,磁场向里,右侧区圆心为O
2
,磁场向外.两区域切点为C.今有质量m=3.2×10
-26
kg.带电荷量q=1.6×10
-19
C的某种离子,从左侧区边缘的A点以速度v=10
6
m/s正对O
1
的方向垂直磁场射入,它将穿越C点后再从右侧区穿出.求:
(1)该离子通过两磁场区域所用的时间.
(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大?(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)
◎ 答案
(1)离子在磁场中做匀速圆周运动,在左右两区域的运动轨迹是对称的,
如右图,设轨迹半径为R,圆周运动的周期为T,
由牛顿第二定律得,
Bqv=m
v
2
R
,又因:
T=
2πR
v
,联立可得,
R=
mv
Bq
T=
2πR
Bq
解得:R=2m,
由轨迹图知,
tanθ=
r
R
=
3
3
则θ=30°
所以全段轨迹运动时间为:
t=2×
T
360°
×2θ=
T
3
联立可解得,t=4.19×10
-6
s
(2)在图中过O2向AO1作垂线,联立轨迹对称关系,侧移总距离为d=2rsin2θ=2m
答:(1)该离子通过两磁场区域所用的时间4.19×10
-6
s.
(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为2m.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10T,磁场区域半径r=233m,左侧区圆心为O1,磁场向里,右侧…”主要考查了你对 【向心力】,【牛顿第二定律】,【带电粒子在匀强磁场中的运动】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202209/260159.html
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