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在以坐标原点O为圆心 半径为r的圆形区域内 存在磁感应强度为B 方向垂直于纸面向里

时间:2020-10-27 00:06:43

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在以坐标原点O为圆心 半径为r的圆形区域内 存在磁感应强度为B 方向垂直于纸面向里

问题补充:

在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图4所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿-x轴方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+ y方向飞出.

(1) 请判断该粒子带何种电荷,并求出其荷质比;

(2) 若磁场的方向与所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B ′多大?此次粒子在磁场中运动所用的时间t是多少?

答案:

解析(1) 由粒子的飞行轨迹,利用左手定则可知该粒子带负电荷.粒子由A点射入,由C点飞出,其速度方向改变了90°,则粒子轨迹半径R=r.

又qvB=mv2R.

则粒子的荷质比为qm=vBr.

(2) 粒子从D点飞出磁场,速度方向改变了60°角,故AD弧所对圆心角为60°,粒子做圆周运动的半径R′=rtan30°=3r.

又R′=mvqB′,所以B′=33B.

粒子在磁场中飞行的时间为t=16T=16×2πmqB′=3πr3v.

在以坐标原点O为圆心 半径为r的圆形区域内 存在磁感应强度为B 方向垂直于纸面向里的匀强磁场

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