如图所示,一带电粒子质量为m、电量为q,垂直于边界进入一个有界的匀强磁场区域,已知它恰好能从上边界飞离磁场区域,且此时速度方向偏离入射方向θ角。已知磁场区域的宽度为

◎ 题目

如图所示,一带电粒子质量为m、电量为q,垂直于边界进入一个有界的匀强磁场区域,已知它恰好能从上边界飞离磁场区域,且此时速度方向偏离入射方向θ角。已知磁场区域的宽度为d,磁感强度为B,方向垂直于纸面向里,不计粒子所受重力。求:

(1)粒子进入磁场时的速度。
(2)粒子穿越磁场所用的时间。

◎ 答案

dqB/(msinθ),θm/(qB)。

◎ 解析


(1)带电粒子在磁场受到洛伦兹力的作用做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,设粒子进入磁场时的速度为,所以有
①,
而带电粒子垂直于边界进入一个有界的匀强磁场区域,它恰好能从上边界飞离磁场区域,且此时速度方向偏离入射方向θ角,有②,
由①②两式得,粒子进入磁场时的速度
(2)粒子穿越磁场的弧长,粒子进入磁场时的速度
所以粒子穿越磁场所用的时间,

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一带电粒子质量为m、电量为q,垂直于边界进入一个有界的匀强磁场区域,已知它恰好能从上边界飞离磁场区域,且此时速度方向偏离入射方向θ角。已知磁场区域的宽度为…”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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