如图所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里.质子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O点进人磁场区域,v0与MN和磁场方向均垂直.最后它们分别从MN上-物理

题目简介

如图所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里.质子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O点进人磁场区域,v0与MN和磁场方向均垂直.最后它们分别从MN上-物理

题目详情

如图所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里.质子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O点进人磁场区域,v0与MN和磁场方向均垂直.最后它们分别从MN上的P、Q两点离开磁场.已知质子的质量为m,电荷量为e,α粒子的质量为4m,电荷量为2e,不计两粒子的重力和它们之间的相互作用力,求:
(1)P、Q两点间的距离;
(2)α粒子在磁场中的运动时间.360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)质子进入磁场后做半径为R1的匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:ev0B=m
v20
R1

解得:R1=
mv0
eB

质子离开磁场时距O的距离:d1=2R1=
2mv0
eB

同理,α粒子在磁场中的运动半径:R2=
4mv0
2eB
=
2mv0
eB

α粒子离开磁场时距O的距离:d2=2R2=
4mv0
eB

由此可以看出质子由P点离开磁场,α粒子由Q点离开磁场P、Q两点间的距离:d=d2-d1=
2mv0
eB

(2)α粒子在磁场中的运动的周期为T,则:T=class="stub"2πR
v
=class="stub"2π•4m
2e•B
=class="stub"4πm
eB

粒子运动的时间:t=class="stub"T
2
=class="stub"2πm
eB

答:(1)P、Q两点间的距离
2mv0
eB

(2)α粒子在磁场中的运动时间class="stub"2πm
eB

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