如图,真空中有一以坐标(r,0)为圆心半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁感应强度的大小为B,方向垂直于纸

2025-06-27 09:31:00
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回答1:

(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,粒子轨道半径为r,由牛顿第二定律得:qvB=m

v2
r

解得,粒子速度:v=
qBr
m

(2)速度方向沿x轴正方向射入磁场的粒子,在磁场中运动四分之一圆周后,以速度v沿竖直向上的速度做匀速直线运动,运动轨迹如图所示:

粒子到达荧光屏的时间:t=
1
4
T+
r
v

解得:t=
m
qB
(1+
π
2
);
(3)速度方向与x轴正方向成30°射入磁场的粒子,在磁场中转过120°角以后,
以速度v竖直向上继续运动,运动轨迹如图所示:

在水平方向:x=r+rsin30°=
3
2
r,
则粒子到达荧光屏的坐标为:(
3
2
r,2r);
答:(1)粒子射入磁场的速度为
qBr
m

(2)沿X轴正方向射入磁场的粒子,从原点O处开始运动,到达荧光屏的时间为
m
qB
(1+
π
2
);
(3)沿与X轴与x轴正方向成30°角(如图)射入磁场的粒子,到达荧光屏的坐标为(
3
2
r,2r).