如图所示,在OM与OP之间无限大区域内存在着磁感应强度为B=2×10-3T的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向内.一质量为m=6.4×10-27kg、电荷量为q=-3.2×10-19C的带电粒子从A点以速度
◎ 题目
如图所示,在OM与OP之间无限大区域内存在着磁感应强度为B=2×10-3T的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向内.一质量为m=6.4×10-27kg、电荷量为q=-3.2×10-19C的带电粒子从A点以速度v0垂直OM射入磁场,之后又垂直OP离开磁场.不计粒子重力,A点到OP边界的距离为L=0.2
(1)粒子的速度v0; (2)粒子在磁场中运动的时间t; (3)若要求粒子不能从OP边界射出,则粒子从A点垂直OM射入磁场的最大速度vm. |
◎ 答案
(1)粒子做圆周运动有:Bqv0=
由几何知识知其半径为:r=
解得:v0=
代入数据得:v0=4×104m/s (2)粒子在磁场中运动的时间:t=
代入数据得:t=
(3)粒子不能从OP边界射出的临界情况为轨迹与OP相切,如图所示,设粒子此时的圆周运动半径为rm: rm+
粒子做圆周运动有:Bqvm=
联立解得:vm=
代入数据得:vm=4(
答:(1)粒子的速度v0为4×104m/s; (2)粒子在磁场中运动的时间t为
(3)若要求粒子不能从OP边界射出,则粒子从A点垂直OM射入磁场的最大速度vm为4( |