如图所示,两平行竖直线MN、PQ间距离为a,其间存在垂直纸面向里的匀强磁场(含边界PQ),磁感应强度为B,在MN上O点处有一粒子源,能射出质量为m,电量为q的带负电粒子,当速度方向与OM

时间:2024-04-30 11:06:22 5A范文网 浏览: 平时作业 我要投稿

问题描述:

如图所示,两平行竖直线MN、PQ间距离为a,其间存在垂直纸面向里的匀强磁场(含边界PQ),磁感应强度为B,在MN上O点处有一粒子源,能射出质量为m,电量为q的带负电粒子,当速度方向与OM夹角θ=60°时,粒子恰好垂直PQ方向射出磁场,不计粒子间的相互作用及重力.则(  )
5A<a href=https://www.5a.net/fanwendaquan/ target=_blank class=infotextkey>范文</a>网

A. 粒子的速率为

qBa
m

B. 粒子在磁场中运动的时间为

πm
3qB

C. 若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则PQ边界上有粒子射出的区间长度为2

3
a

D. 若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则粒子在磁场中运动的最长时间为

3πm
qB



最佳答案

A、当速度方向与OM夹角θ=60°时,粒子恰好垂直PQ方向射出磁场,则粒子做圆周运动的圆心在PQ上,如图所示,
5A范文网
所以,Rcosθ=a,则R=2a;
粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力做向心力即Bvq=

mv2
R
,所以,v=
BqR
m
=
2Bqa
m
;故A错误;
B、粒子在磁场中做圆周运动的周期T=
2πR
v
=
2πm
Bq
,又有粒子在磁场中转过的中心角为90°-θ=30°,所以,运动时间t=
30°
360°
T=
πm
6Bq
,故B错误;
C、当θ=0时,
5A范文网粒子在PQ边界上O′点上方
3
a处射出;当θ增大时,出射点下移,直到粒子运动轨迹与PQ相切;当粒子运动轨迹与PQ相切时,相切点位于O′点下方
3
a处;继续增大θ,粒子将从MN边界射出;故若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则PQ边界上有粒子射出的区间长度为2
3
a,故C正确;
D、当粒子运动轨迹与PQ相切时,粒子在MN的出射点位于O点下方2
3
a;若θ继续增大,则出射点沿MN边界上移,知道O点,故粒子在磁场中运动轨迹对应的最大弦长为2
3
a,所以,对应的最大中心角为120°,那么,若只改变粒子速度方向,使θ角能在0°至180°间不断变化,则粒子在磁场中运动的最长时间为
1
3
T=
2πm
3qB
,故D错误;
故选:C.

来源:网络整理 免责声明:本文仅限学习分享,如产生版权问题,请联系我们及时删除。

相关文章:

《汽车底盘》形考作业04-30

《汽车底盘构造与维修》形考作业(一)(暂无答案)04-30

《民族理论和科学无神论》形成性考核册04-30

《民法学(1)》形成性考核册04-30

《民法学(1)》形成性考核册答案04-30

《民法学(2)》形成性考核册04-30

《民法学2》形成性考核04-30

《汽修专业底盘》形考作业(北京电大)04-30

《民事诉讼法》课程形成性考核第一次04-30

《民事诉讼法》课程形成性考核第三次04-30

热搜文章
最新文章