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如图所示,两个同心圆半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆心0处有一放射源,放射出的粒子质量为m,带电荷量为q,假设粒子速度方
如图所示,两个同心圆半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆心0处有一放射源,放射出的粒子质量为m,带电荷量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行.
(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向,OA与初速度方向的夹角为60°,要想使该粒子经过磁场第一次通过A点,则初速度的大小是多少?
(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过多少?
物理
人气:691 ℃
时间:2019-10-11 09:28:06
优质解答
(1)如图所示,设粒子在磁场中的轨道半径为R
1
,则由几何关系得:
R
1
=
3
3
r
由
q
v
1
B=m
v
21
R
1
得:
v
1
=
3
Bqr
3m
(2)如图所示,设粒子在磁场中的轨道半径为R
2
,则由几何关系得:
(2r−
R
2
)
2
=
R
22
+
r
2
得:
R
2
=
3r
4
由:
q
v
2
B=m
v
22
R
2
得:
v
2
=
3Bqr
4m
答:(1)要想使该粒子经过磁场第一次通过A点,则初速度的大小是
v
1
=
3
Bqr
3m
;
(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过
v
2
=
3Bqr
4m
.
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