首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
牛顿第二定律
> 正文
返回
打印
重力不计的带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,由静止开始,经加速电场加速后,垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O,半径为r.可将带电粒子的运
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
重力不计的带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,由静止开始,经加速电场加速后,垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O,半径为r.可将带电粒子的运动等效为一环形电流,环的半径等于粒子的轨道半径(若粒子电荷量为q,周期为T,则等效环形电流的电流大小为I=q/T).
(1)求粒子在磁场中做圆周运动的线速度和等效环形电流的电流大小;
(2)在O点置一固定点电荷A,取适当的加速电压,使粒子仍可绕O做半径为r的圆周运动.现使磁场反向,但保持磁感应强度B的大小不变,改变加速电压,使粒子仍能绕O做半径为r的圆周运动,两次所形成的等效电流之差的绝对值为△I.假设两次做圆周运动的线速度分别为V
1
、V
2
,试用m、q、r、B、V
1
(或V
2
)写出两次粒子所受库仑力的表达式,确定A所带电荷的电性,并用m、q、B写出△I的表达式.
◎ 答案
(1)粒子在磁场中匀速圆周运动,有
qVB=m
V
2
r
得:
V=
qBr
m
又
V=
2πr
T
可得
T=
2πm
qB
所以
I=
q
T
=
q
2
B
2πm
(2)电荷A应为负电荷.否则不可能两次均绕A做圆周运动.
若库仑力F和磁场力同向,
F+q
V
1
B=m
V
21
r
则得
F=m
V
21
r
-q
V
1
B
若库仑力F和磁场力反向,
F-q
V
2
B=m
V
22
r
则得
F=m
V
22
r
+q
V
2
B
又
I
1
=
q
T
1
=
q
V
1
2πr
I
2
=
q
T
2
=
q
V
2
2πr
则得△I=I
1
-I
2
由以上可解得:
△I=
q
2
B
2πm
答:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的线速度为
qBr
m
,等效环形电流的电流大小为
q
2
B
2πm
;
(2)A所带正电荷,△I的表达式为
△I=
q
2
B
2πm
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“重力不计的带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,由静止开始,经加速电场加速后,垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中做圆周运动,圆心为O,半径为r.可将带电粒子的运…”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/202210/342519.html
十二生肖
十二星座