如图所示,在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-2T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里.质量为m=6.64×10-27㎏、电荷量

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内,分布着磁感应强度均为B=5.0×10-2T的匀强磁场,方向分别垂直纸面向外和向里.质量为m=6.64×10-27㎏、电荷量为q=+3.2×10-19C的α粒子(不计α粒子重力),由静止开始经加速电压为U=1205V的电场(图中未画出)加速后,从坐标点M(-4,

2
)处平行于x轴向右运动,并先后通过匀强磁场区域.

魔方格

(1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径;
(2)请你在图中画出α粒子从直线x=-4到直线x=4之间的运动轨迹,并在图中标明轨迹与直线x=4交点的坐标;
(3)求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间.

◎ 答案

(1)α粒子在电场中被加速,由动能定理得 qU=
1
2
mv2

α粒子在磁场中偏转,则牛顿第二定律得qvB=m
v2
r

联立解得r=
1
B

2mU
q
=
1
0.05

2×6.64×10-27×1205
3.2×10-19
=

2
×10-1
(m)
(2)能正确作出图象得

魔方格

(3)带电粒子在磁场中的运动周期T=
2πr
v
=
2πm
qB

α粒子在两个磁场中分别偏转的弧度为
π
4
,在磁场中的运动总时间
t=
1
4
T=
πm
2qB
=
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