(2005•衡阳模拟)如图所示,在坐标的第Ⅰ象限内有一匀强磁场区域,磁感应强度为B,y轴是磁场左侧的边界,直线OA是磁场

(2005•衡阳模拟)如图所示,在坐标的第Ⅰ象限内有一匀强磁场区域,磁感应强度为B,y轴是磁场左侧的边界,直线OA是磁场右侧的边界,在第Ⅱ象限y>0的区域,有一束带电量为q的负粒子(重力不计)垂直y轴射入磁场,粒子的质量为m,粒子在各入射点速度与入射点的y轴坐标值成正比,即v=by(b是常数,且b>0).要求粒子穿过磁场区域后,都垂直于x轴射出,求:直线OA与x轴的夹角θ多大?(用题中已知物理量符号表示)
tt旅人1 1年前 已收到1个回答 举报

yake002000 幼苗

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解题思路:(1)带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用,根据洛伦兹力提供向心力列式求得粒子运动的半径,画出粒子运动的轨迹,确定直线OA与x轴的夹角θ.

设在y轴上的M(0,y)点入射的一粒子,其速度v=by,进入磁场后,作圆周运动,洛伦兹力提供向心,力得:qvB=
mv2
R
得圆周半径为:R=
mv
qB=
mb
qBy
设圆弧与OA直线相交于P点,并设P点坐标为(x1,y1),则由几何知识有:tanθ=
y1
x1=
y−R
R=
qB
mb−1
即:θ=arctan(
qB
mb−1)
答:直线OA与x轴的夹角arctan(
qB
mb−1)

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: 本题中粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,根据洛伦兹力提供向心力列式求解;带电粒子在匀速磁场中做匀速圆周运动问题通常要先确定圆心,得到半径,最后根据洛伦兹力提供向心力列式.

1年前

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