如图所示,在矩形区域abcd内存在一个垂直纸面向外,磁感应强度大小为B的匀强磁场,oa边长为,ab边长为L.先从o点沿着ob方向垂直磁场射入各种速率的带电粒子,已知粒子的质量为m、带电量为q(粒子所受重力及粒子间相互作用忽略不计),求:
(1)垂直ab边射出磁场的粒子的速率v;
(2)粒子在磁场中运动的最长时间tm.
(1)(2)
【详解】
(1)粒子运动的轨迹如图:
设粒子做圆周运动的半径为,由几何关系可知;
,
粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力有
可解得
(2)由圆周运动的关系可知
联立可得
因此可知粒子在磁场中做圆周运动的周期和速度无关,速度改变周期不变
由几何关系可知最大圆心角
可知粒子运动的最长时间
定义 | 如果在磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场 | |
磁感线 | 间隔均匀、相互平行的直线 | |
三种匀强磁场场源 | 相距很近的两异名磁极间除边缘部分以外的磁场 | ![]() |
相隔一定距离的两平行通电线圈间的磁场 | ![]() | |
密绕的通电螺线管内部,除边缘区域外的磁场 | ![]() |
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