如图所示,在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板,其上有一小孔P,OP=0.5m.现有一质量m=4×10﹣...
问题详情:
如图所示,在倾角为30°的斜面OA的左侧有一竖直档板,其上有一小孔P,OP=0.5m.现有一质量m=4×10﹣20kg,带电量q=+2×10﹣14C的粒子,从小孔以速度v0=3×104m/s水平*向磁感应强度B=0.2T、方向垂直纸面向外的一圆形磁场区域.且在飞出磁场区域后能垂直打在OA面上,粒子重力不计.
求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)圆形磁场区域的最小半径.
【回答】
解:(1)粒子在磁场中,由洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律得
qvB=m
得,轨迹半径为 r==0.3m,周期为 T=
(2)画出粒子运动的轨迹如图,由几何知识得到轨迹对应的圆心角θ=60°,则粒子在磁场中运动的时间为
t=T===
(3)当粒子的轨迹圆正好以PQ为直径时,圆形磁场区域的半径最小,根据几何知识得知,PQ=r,则磁场最小的半径为Rmin==0.15m
答:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径为0.3m;
(2)粒子在磁场中运动的时间是;
(3)圆形磁场区域的最小半径是0.15m.
知识点:质谱仪与回旋加速器
题型:计算题
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