如图所示,在y轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,坐标原点o有一放射源,可以向y轴右侧平面沿各个方向放射比荷为mq=2.5×10-7Kg/C的正离子,这些离
◎ 题目
如图所示,在y轴右侧平面内存在方向向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T,坐标原点o有一放射源,可以向y轴右侧平面沿各个方向放射比荷为
(1)求离子打到y轴上的范围 (2)若在某时刻沿+x方向放射各种速率的离子,求经过
(3)若从某时刻开始向y轴右侧各个方向放射各种速率的离子,求经过
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◎ 答案
(1)离子进入磁场中做圆周运动的最大半径为R 由牛顿第二定律得:Bqυ=m
解得:R=
由几何关系知,离子打到y轴上的范围为0到2m. (2)离子在磁场中运动的周期为T, 则T=
t时刻时,这些离子轨迹所对应的圆心角为θ 则 θ=
这些离子构成的曲线如图1所示,并令某一离子在此时刻的坐标为(x,y) 则 x=rsinθ, y=r(1-cosθ) 代入数据并化简得:y=
(3)将第(2)问中图2中的OA段从沿y轴方向顺时针方向旋转,在x轴上找一点C,以R为半径作圆弧,相交于B,则两圆弧及y轴所围成的面积即为在t=0向y轴右侧各个方向不断放射各种速度的离子在t=
由几何关系可求得此面积为:S=
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