如图所示,坐标系xoy平面内的坐标原点O处有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xoy平面内.在直线x=a与x=2a之间

◎ 题目

如图所示,坐标系xoy平面内的坐标原点O处有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带负电的粒子,它们的速度大小相同,速度方向均在xoy平面内.在直线x=a与x=2a之间存在垂直xoy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,已知从坐标点D(a,

3
3
a
)入射到磁场中的粒子垂直磁场边界射出,不计粒子的重力.求:

(1)从D点入射的粒子在磁场中运动的时间;
(2)粒子的速率;
(3)在磁场中运动时间最长的粒子的运动时间.

◎ 答案

(1)作图,粒子从D点射入时,其轨迹的圆心在O1处,从E点垂直磁场右边界射出,
tan∠DOX=

3
a
3
a

可得:∠DOX=30°,则∠DO1E=30°
从D点入射的粒子在磁场中运动的时间 t=
30°
360°
?
2πm
Bq
=
πm
6Bq

(2)由三角形知识可得:R=
a
sin300
=2a

由牛顿第二定律可得:qvB=m
v2
R

可解得:v=
2aqB
m

(3)因粒子速率恒定,粒子在磁场中运动的轨迹越长时,时间越长,即当运动轨迹与右边界相切后从磁场的左边界射出时,运动轨迹最长,时间最长.由几何关系可知,
∠FO2G=60°
则圆弧对应的圆心角为120°,则最长时间 tm=
1200
3600
?
2πm
Bq
=
2πm
3Bq

答:(1)从D点入射的粒子在磁场中运动的时间为
πm
6Bq
;(2)粒子的速率为
2aqB
m
;(3)在磁场中运动时间最长的粒子的运动时间为
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图甲所示,直角坐标系中直线AB与横轴x夹角∠BAO=30°,AO长为a。假设在点A处有一放射源可沿∠BAO所夹范围内的各个方向放射出质量为m、速度大小均为v、带电量为e的电子,电子重
如图甲所示,直角坐标系中直
如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一、四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴向右接
如图甲所示,建立Oxy坐标系,
如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L)。一个质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于轴正方向射入磁场,
如图所示,在平面直角坐标系
如图所示,两平行金属板A,B长度为l,直流电源能提供的最大电压为U,位于极板左侧中央的粒子源可以沿水平方向向右连续发射质量为m、电荷量为-q、重力不计的带电粒子,射入板
如图所示,两平行金属板A,B
静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个α粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1,如图所示,则[]A.α粒子与反冲粒子的动量
静止在匀强磁场中的某放射性