如圖所示,在傾角為30°的斜面OA的左側有一豎直檔板,其上有一小孔P,OP=0.5m.現有一質量m=4×10﹣...
問題詳情:
如圖所示,在傾角為30°的斜面OA的左側有一豎直檔板,其上有一小孔P,OP=0.5m.現有一質量m=4×10﹣20kg,帶電量q=+2×10﹣14C的粒子,從小孔以速度v0=3×104m/s水平*向磁感應強度B=0.2T、方向垂直紙面向外的一圓形磁場區域.且在飛出磁場區域後能垂直打在OA面上,粒子重力不計.
求:
(1)粒子在磁場中做圓周運動的半徑;
(2)粒子在磁場中運動的時間;
(3)圓形磁場區域的最小半徑.
【回答】
解:(1)粒子在磁場中,由洛倫茲力提供向心力,根據牛頓第二定律得
qvB=m
得,軌跡半徑為 r==0.3m,週期為 T=
(2)畫出粒子運動的軌跡如圖,由幾何知識得到軌跡對應的圓心角θ=60°,則粒子在磁場中運動的時間為
t=T===
(3)當粒子的軌跡圓正好以PQ為直徑時,圓形磁場區域的半徑最小,根據幾何知識得知,PQ=r,則磁場最小的半徑為Rmin==0.15m
答:
(1)粒子在磁場中做圓周運動的半徑為0.3m;
(2)粒子在磁場中運動的時間是;
(3)圓形磁場區域的最小半徑是0.15m.
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:計算題
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