解题思路:(1)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据粒子的射入点和射出点,以及速度的方向画出运动的轨迹;
(2)根据粒子运动的轨迹求得粒子的运动半径和磁场宽度的关系,然后根据粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,求得粒子运动的半径与速度的关系,最后求出两个粒子速度的比值;
(3)粒子做圆周运动的周期公式可以判断粒子的运动的时间.
(1)根据题意,在图上画出两粒子的运动轨迹如图:
(2)设SP与MN之间的距离为d,由图可得从a点射出的粒子的半径:r1=d
从b点射出的粒子:
r2−d
r2=cos60°所以:r2=2d
粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力提供向心力,得:qvB=
mv2
r
即:v=
qBr
m
所以:
v1
v2=
r1
r2=
1
2
(3)粒子在磁场中运动的周期的公式为T=
2πr
v=
2πm
qB,由此可知,粒子的运动的时间与粒子的速度的大小无关,所以粒子在磁场中的周期相同,由粒子的运动的轨迹可知,通过a点的粒子的偏转角为90°,通过b点的粒子的偏转角为60°,所以通过a点的粒子的运动的时间为[1/4]T,通过b点的粒子的运动的时间为[1/6]T,所以从S到a、b所需时间
t1
t2=
3
2,
答:(1)在图上画出两粒子的运动轨迹如图;(2)
v1
v2=
1
2;(3)
t1
t2=
3
2.
点评:
本题考点: 带电粒子在匀强磁场中的运动.
考点点评: 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是
1、画轨迹:确定圆心,几何方法求半径并画出轨迹.
2、找联系:轨迹半径与磁感应强度、速度联系;偏转角度与运动时间相联系,时间与周期联系.