如图所示,等腰直角三角形ABC的区域内有一垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B,已知AB=2a,现有一束质量为m,带电量为q的正粒子在AB的中点O处沿着垂直与AB的方向以v0打-物理

题目简介

如图所示,等腰直角三角形ABC的区域内有一垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B,已知AB=2a,现有一束质量为m,带电量为q的正粒子在AB的中点O处沿着垂直与AB的方向以v0打-物理

题目详情

如图所示,等腰直角三角形ABC的区域内有一垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B,已知AB=2a,现有一束质量为m,带电量为q的正粒子在AB的中点O处沿着垂直与AB的方向以v0打入磁场,在AC边上放置一块足够大的荧光屏,当v0=
3aqB
m
时,
(1)判断粒子能否打到荧光屏上.
(2)求粒子在磁场中运动的时间.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案


360优课网
(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由洛仑兹力提供向心力,有:qv0B=m
v20
R

当:v0=class="stub"3aqB
m
时,R=3a

从0处打入的粒子当轨迹与BC相切时,知该圆轨迹的半径R1(图中虚线所示)满足:R1+a=
2
R1

得 R1=(
2
+1)a<R=3a

所以粒子不能打到荧光屏上
(2)以v0打入的粒子轨迹如图(轨迹半径为图中实线所示),圆心为O′,圆心角为α,从BC边上出射点为D,过D作AB垂线,垂足为E,设DE=x,则有:
R+a=Rsinα+Rcosα
得:sin2α=class="stub"7
9

α=class="stub"1
2
arcsinclass="stub"7
9

运动时间为t=class="stub"α
T
=class="stub"α
?class="stub"2πm
qB
=class="stub"αm
qB
=
marcsinclass="stub"7
9
2qB

答:
(1)粒子不能打到荧光屏上.
(2)粒子在磁场中运动的时间为
marcsinclass="stub"7
9
2qB

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