一个质量为m、电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v沿与x正方向成60°角的方向射入第Ⅰ象限内的匀强磁场中

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  • 解题思路:(1)根据几何知识,结合轨迹,求解粒子射出磁场区时的位置坐标;

    (2)粒子在磁场中都做匀速圆周运动,由洛伦兹力充当向心力,画出轨迹由几何知识求出轨迹半径从而求出磁感应强度.

    (3)由洛伦兹力充当向心力列式,求出粒子运动的周期,根据轨迹的圆心角求解时间.

    (1)根据已知画出粒子在磁场中的运动轨迹,其圆心一定在y轴上,

    根据半径垂直于速度,则可确定圆心O,如图所示.

    设粒子运动的轨迹半径为r.

    由几何关系得:r=[a/sin60°]=

    2

    3

    3a,

    由几何关系可知,出点S到原点O的距离是1.5r,因此坐标为(0,

    3a).

    (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,

    由牛顿第二定律得:qvB=

    mv2

    r,解得:r=[mv/qB],

    由以上两式可得:B=

    3mv

    2qa;

    (3)由qvB=mr([2π/T])2得:T=[2πm/qB]=

    4πa

    3v,

    则:t=[1/3]T=

    4

    3πa

    9v;

    答:(1)粒子射出点S的坐标为(0,

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动;牛顿第二定律;向心力.

    考点点评: 先由几何知识确定粒子圆周运动的半径然后根据公式求磁场强度,这是解决粒子在磁场中常用的方法.

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