带电粒子的质量m=1.7×10-27kg,电荷量q=1.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s沿着垂直于磁场方

带电粒子的质量m=1.7×10-27kg,电荷量q=1.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s沿着垂直于磁场方向又垂直磁场边界的方向进入匀强磁场,磁场的磁感应强度为B=0.17T,磁场宽度为L=10cm,求:(不计重力).
(1)带电粒子离开磁场时的偏转角多大?
(2)带电粒子在磁场中运动的时间是多少?
(3)带电粒子在离开磁场时偏离入射方向的距离d多大?
heaoren 1年前 已收到1个回答 举报

32327777 幼苗

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解题思路:(1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,由提供的数据可解半径数值,结合磁场宽度可解圆心角度数,由几何关系可得偏转角
(2)由洛伦兹力提供向心力求得周期公式,由运动径迹得到圆弧运动时间与周期的关系,进而求出时间
(3)分析轨迹特点,由几何关系得出偏离入射方向的距离

(1)由洛伦兹力提供向心力得:
qvB=

mv2
R得,
轨道半径为:R=[mv/qB]=
1.7×10−27×3.2×106
1.6×10−19×0.17m=0.2m
所以,由图知 sinθ=[L/R=
0.1
0.2]=[1/2]
即:带电粒子离开磁场时的偏转角为:θ=30°  
(2)带电粒子在磁场中运动的时间为:
t=[θ/2πT=

π
6

2πm
qB]
t=
3.14×1.7×10−27
6×16.×10−19×0.17=3.3×10−8s
(3)由几何关系得,带电粒子在磁场中偏离入射方向的距离为:
d=R-Rcosθ
=0.2-0.2cos30°m=0.027m
答:(1)偏转角30°(2)运动时间3.3×10-8s(3)偏离入射方向的距离0.027m

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: 本题考查带电粒子在磁场中的运动,重点是画出轨迹,分析轨迹中的几何关系,结合带带电粒子的半径和周期公式求解.

1年前

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