综合题15.0分
物理

14.如图所示,在以O为圆心的圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=0.2T.AO、CO为圆的两条半径,夹角为120°.一个质量为m=3.2×10-26 kg、电荷量q=—1.6×10-19 C的粒子经电场加速后,从图中A点沿AO进入磁场,最后以v=1.0×105m/s的速度从C点离开磁场.不计粒子的重力.求:

(1)加速电场的电压;

(2)粒子在磁场中运动的时间;

(3)圆形有界磁场区域的半径.

正确答案及相关解析

正确答案

(1)U=1000V

(2)

(3)

解析

(1)在加速电场中

(2)粒子在磁场中运动周期:

(3)由

粒子运动的轨道半径

圆形磁场的半径为

考查方向

本题考查带电粒子的电场和磁场中的运动的基本题型,属于简单题。

解题思路

带电粒子在电场中加速,电场力做正功,动能增加,根据动能定理求解加速场电压;进入磁场后,洛伦兹力提供了粒子做匀速圆周运动的向心力,由牛顿第二定律结合平面几何知识即可解出后面两问。

易错点

①带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力不做功,仅仅改变粒子运动的速度方向;

② 在圆形有界磁场中运动的带电粒子,若进入磁场边界时速度方向过磁场的圆心,则再次穿出磁场区域时,速度方向反向延长线也过磁场的圆心

知识点

带电粒子在匀强磁场中的运动