如图甲所示,一个质量为m,带电量为q的离子,从D点以某一初速度垂直进入匀强磁场.磁场方向垂直纸面向内,磁感应强度为B.正离子的初速度方向在纸面内,与直线AD的夹角为60°.结
◎ 题目
如图甲所示,一个质量为m,带电量为q的离子,从D点以某一初速度垂直进入匀强磁场.磁场方向垂直纸面向内,磁感应强度为B.正离子的初速度方向在纸面内,与直线AD的夹角为60°.结果粒子正好穿过AD的垂线上离A点距离为d的小孔C,垂直AC的方向进入AC右边的匀强电场中.电场的方向与AC平行.离子最后打在DA直线上的P点.P到A的距离为2d.不计重力, 求:(1)离子从D到P的运动时间; (2)离子到达P点时的动能. |
◎ 答案
(1)画出粒子的运动轨迹如图. 由几何关系:R+Rsin30°=d 得:R=
由洛伦兹力提供向心力:qvB=
得:v=
粒子在磁场中的运动周期:T=
粒子在磁场中的运动的时间:t=
粒子在电场中作类平抛运动:水平匀速,竖直匀加速 d=
2d=vt2 解得vy=v=
t2=
所以,粒子从D到P的时间为:t=t1+t2=
粒子到达P的动能:EK=
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