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-物理

题目简介

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-物理

题目详情

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.

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(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.
题型:问答题难度:中档来源:宿迁模拟

答案

(1)α粒子在电场中被加速,由动能定理得 qU=class="stub"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=class="stub"1
B
class="stub"2mU
q
=class="stub"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

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(3)带电粒子在磁场中的运动周期T=class="stub"2πr
v
=class="stub"2πm
qB

α粒子在两个磁场中分别偏转的弧度为class="stub"π
4
,在磁场中的运动总时间
t=class="stub"1
4
T=class="stub"πm
2qB
=
3.14×6.64×10-27
2×3.2×10-19×5×10-2
=6.5×10-7
(s)
答:(1)α粒子在磁场中的运动半径0.1
2
m

(2)在图中画出α粒子从直线x=-4到直线x=4之间的运动轨迹如上图;
(3)则α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间6.5×10-7s.

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