边长为100cm的正三角形光滑且绝缘的刚性框架ABC固定在光滑的水平面上,如图内有垂直于框架平面B=0.5T的匀强磁场.

1个回答

  • 解题思路:(1)根据牛顿第二定律,列出洛伦兹力提供向心力的方程,从而即可求解;

    (2)根据题意画出运动轨迹,根据圆周运动的周期公式与几何特性相结合,从而求解.

    (1)

    根据题意,粒子经AB、AC的中点反弹后能以最短的时间射出框架,即粒子的运动半径是0.5m,由牛顿第二定律得:Bqv=

    mv2

    R

    由 R=

    mv

    Bq,代入数据解得v1=5m/s.

    (2)当粒子的速度为1m/s时,其半径为R2=0.1m,

    其运动轨迹如图,可知粒子在磁场中运动了6.5个周期.

    2πR

    v=T,得T=

    2πm

    Bq,解得T=0.2π(s)

    故经t=1.3π(s)粒子能从P点出来.

    答:(1)为使小球在最短的时间内从P点出来,小球的入射速度v1是5m/s.

    (2)若小球以v2=1m/s的速度入射,则需经过1.3πs才能由P点出来.

    点评:

    本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.

    考点点评: 考查牛顿第二定律的应用,掌握圆周运动的半径与周期公式,注意正确画出运动轨迹图,体现几何的特性.

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