如图所示,直线MN上方有磁感应强度为B=5×10-4T的匀强磁场.正、负电子(质量相同、电量相同,电性相反)同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v=8×106m/s射入磁场(电子质量为m=-高二

题目简介

如图所示,直线MN上方有磁感应强度为B=5×10-4T的匀强磁场.正、负电子(质量相同、电量相同,电性相反)同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v=8×106m/s射入磁场(电子质量为m=-高二

题目详情

如图所示,直线MN上方有磁感应强度为B=5×10-4T的匀强磁场.正、负电子(质量相同、电量相同,电性相反)同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v=8×106m/s射入磁场(电子质量为m=9×10-31Kg,电荷量为e=1.6×10-19C).求:
(1)定性地画出正负电子在磁场中的运动轨迹;
(2)电子在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(3)它们从磁场中射出位置之间的距离以及射出的时间差.
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)由左手定则判断正负粒子的洛伦兹力方向,画出其轨迹如图;
(2)根据牛顿第二定律:evB=m
v2
R

得:R=class="stub"mv
qB
=9×10-2m
T=class="stub"2πR
v

得:T=class="stub"2πm
qB
=class="stub"9π
4
×10-8s
由公式轨道半径R=class="stub"mv
qB
和周期T=class="stub"2πm
qB
知,它们的半径和周期是相同的.只是偏转方向相反.先确定圆心,画轨迹,后由几何关系求半径,由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形.
所以两个射出点相距2R=class="stub"2mv
eB
=0.18m
由图还可看出,经历时间相差为:class="stub"2T
3
=class="stub"4πm
3eB
=class="stub"3π
2
×10-8s
答:(1)定性地画出正负电子在磁场中的运动轨迹如图;
(2)电子在磁场中做圆周运动的半径为0.09m,周期为class="stub"9π
4
×10-8s;
(3)它们从磁场中射出位置之间的距离0.18m,射出的时间差为class="stub"3π
2
×10-8s.

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