问题
问答题
如图所示,半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于纸面向里,一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对着磁场圆的圆心入射,通过磁场区域后速度方向偏转了60°角.
(1)求粒子的比荷
及粒子在磁场中的运动时间;q m
(2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大,在保持入射方向仍然沿水平方向的基础上,需将粒子的入射点向上平移的距离为多少?
答案
(1)由图
可知
轨迹半径r=Rcot30°①
粒子在洛伦兹力作用下做圆周运动,有qvB=m
②v2 r
由①②两式得
=q m
③
v3 3BR
运动周期T=
④2πm qB
在磁场中的运动时间t=
T⑤1 6
由③④⑤式得t=
⑥
πR3 3v
(2)
当粒子的入射点和出射点的连线是磁场圆的直径时,粒子速度偏转的角度最大⑦
由图可
知sinθ=
⑧R r
平移距离d=Rsinθ⑨
由①⑧⑨式得d=
R.3 3