帶電粒子的質(zhì)量m=1.7×10-27kg,電荷量q=1.6×10-19C,以速度v=3.2×106m/s沿著垂直于磁場方向又垂直磁場邊界的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.17T,磁場寬度為L=10cm,求:(不計(jì)重力).
(1)帶電粒子離開磁場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角多大?
(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間是多少?
(3)帶電粒子在離開磁場時(shí)偏離入射方向的距離d多大?
分析:(1)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動,由提供的數(shù)據(jù)可解半徑數(shù)值,結(jié)合磁場寬度可解圓心角度數(shù),由幾何關(guān)系可得偏轉(zhuǎn)角
(2)由洛倫茲力提供向心力求得周期公式,由運(yùn)動徑跡得到圓弧運(yùn)動時(shí)間與周期的關(guān)系,進(jìn)而求出時(shí)間
(3)分析軌跡特點(diǎn),由幾何關(guān)系得出偏離入射方向的距離
解答:解:(1)由洛倫茲力提供向心力得:
qvB=
mv
2
 
R
得,
軌道半徑為:R=
mv
qB
=
1.7×10-27×3.2×106
1.6×10-19×0.17
m=0.2m
所以,由圖知 sinθ=
L
R
=
0.1
0.2
=
1
2

即:帶電粒子離開磁場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為:θ=30°  
(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為:
t=
θ
T=
π
6
2πm
qB

t=
3.14×1.7×10-27
6×16.×10-19×0.17
=3.3×10-8s

(3)由幾何關(guān)系得,帶電粒子在磁場中偏離入射方向的距離為:
d=R-Rcosθ
=0.2-0.2cos30°m=0.027m  
答:(1)偏轉(zhuǎn)角30°(2)運(yùn)動時(shí)間3.3×10-8s(3)偏離入射方向的距離0.027m
點(diǎn)評:本題考查帶電粒子在磁場中的運(yùn)動,重點(diǎn)是畫出軌跡,分析軌跡中的幾何關(guān)系,結(jié)合帶帶電粒子的半徑和周期公式求解.
練習(xí)冊系列答案
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精英家教網(wǎng)帶電粒子的質(zhì)量m=1.7×10-27Kg,電量q=1.6×10--19C,以速度v=3.2×10-6m/s沿垂直于磁場同時(shí)又垂直于磁場邊界的方向射入勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.17T,磁場的寬度L=10cm,如圖所示.不計(jì)粒子重力.求:
(1)帶電粒子離開磁場時(shí)的速度多大?
(2)帶電粒子在磁運(yùn)動多長時(shí)間?

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(1)帶電粒子離開磁場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角多大?
(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動多長時(shí)間?

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科目:高中物理 來源: 題型:

一個(gè)帶電粒子從A點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場中,粒子沿直線AB運(yùn)動,AB與電場線的夾角為30°,如圖3-1-14所示.已知帶電粒子的質(zhì)量m=1.0×10-7 kg,電荷量q=1.0×10-10 C,A、B相距L=20 cm.(取g=10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

圖3-1-14

(1)試說明粒子在電場中運(yùn)動的性質(zhì),要求說明理由;

(2)求電場強(qiáng)度的大小、方向;

(3)要使粒子從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),粒子進(jìn)入電場的最小速度為多大?

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科目:高中物理 來源:同步題 題型:計(jì)算題

帶電粒子的質(zhì)量m=1.7×10-27 kg,電荷量q=1.6×10-19 C,以速度v=3.2×106 m/s沿垂直于磁場同時(shí)又垂直于磁場邊界的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.17 T,磁場的寬度L=10 cm,如圖所示。求:
(1)帶電粒子離開磁場時(shí)的速度多大?偏轉(zhuǎn)角多大?
(2)帶電粒子在磁場中運(yùn)動多長時(shí)間?射出磁場時(shí)偏離入射方向的距離多大?

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