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如图所示,无重力空间中有一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xoy平面向外,大小为B,沿x轴放置一个垂直于xoy平面的较大的荧光屏,P点位于荧光屏上,在y轴上的A点放置

网友投稿  2023-04-06 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,无重力空间中有一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xoy平面向外,大小为B,沿x轴放置一个垂直于xoy平面的较大的荧光屏,P点位于荧光屏上,在y轴上的A点放置一放射源,可以不断地以平面内的不同方向以大小不等的速度放射出质量为m,电荷量为+q的同种粒子,这些粒子打到荧光屏上,能在屏上形成一条亮线,P点处在亮线上,已知OA=OP=L.

求:
(1)若能打到P点,则粒子速度的最小值为多少?
(2)若能打到P点,则粒子在磁场中运动的最长时间为多少?

◎ 答案

(1)v=qBL/2m;(2)t= 

◎ 解析


试题分析: (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,若粒子速度最小,则做圆周运动的半径最小,而AP连线必为圆周运动的一条弦,故以AP连线为直径时,对应粒子的最小速度
由牛顿第二定律    qvB=mv2/R              (2分)
由几何关系     R=L/2           (2分)
得粒子的最小速度为  v=qBL/2m         (2分)
(2)粒子在磁场中运动的周期
得T=2R /V            (2分)
当粒子在磁场中做3/4圆周时运动时间最长   (2分)
得t=            (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,无重力空间中有一恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于xoy平面向外,大小为B,沿x轴放置一个垂直于xoy平面的较大的荧光屏,P点位于荧光屏上,在y轴上的A点放置…”主要考查了你对  【磁场对运动电荷的作用:洛伦兹力、左手定则】  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。



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