Question

【題目】如圖所示，在某空間實驗室中，有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大反向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0．10T，磁場區(qū)域半徑，左側(cè)區(qū)圓心為O1，磁場向里，右側(cè)區(qū)圓心為O2，磁場向外．兩區(qū)域切點為C．今有質(zhì)量m=3．2×10-26 kg．帶電荷量q=1．6×10-19 C的某種離子，從左側(cè)區(qū)邊緣的A點以速度v=106 m/s正對O1的方向垂直磁場射入，它將穿越C點后再從右側(cè)區(qū)穿出．求：

（1）該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間．

（2）離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移距離為多大？（側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動的距離

Answer 1

【答案】（1）4．19×10-6s．（2）2m

【解析】

試題分析：（1）離子在磁場中做勻速圓周運動，在左右兩區(qū)域的運動軌跡是對稱的，如圖，設(shè)軌跡半徑為R，圓周運動的周期為T，由牛頓第二定律得，，又因：，聯(lián)立可得，

，解得：R=2m，由軌跡圖知， 則θ=30°

所以全段軌跡運動時間為：

聯(lián)立可解得，t=4．19×10-6s

（2）在圖中過O2向AO1作垂線，聯(lián)立軌跡對稱關(guān)系，側(cè)移總距離為d=2rsin2θ=2m