问题
计算题
如图所示,l1和l2为距离d=0.lm的两平行的虚线,l1上方和l2下方都是垂直纸面向里的磁感应强度均为B=0.20T的匀强磁场,A、B两点都在l2上.质量m=1.67×10-27kg、电量q=1.60×10-19C的质子,从A点以v0=5.0×105m/s的速度与l2成θ=45°角斜向上射出,经过上方和下方的磁场偏转后正好经过B点,经过B点时速度方向也斜向上.求(结果保留两位有效数字):
小题1:质子在磁场中做圆周运动的半径;
小题2: A、B两点间的最短距离;
小题3:质子由A运动到B的最短时间.
答案
小题1:
小题2:0.2m
小题3:
(1)质子在磁场中做匀速圆周运动,则由:qv0B=mv02/R(4分)
(2分)
(2)质子由A运动到B可重复若干周期,其中一个周期内的运动情景如右图所示,由几何关系知,A、B间的最短距离为:
AB=2d1cotθ+2d2cotθ=2dcotθ=2×0.1×lm="0.2m " (4分)
(3)质子在磁场中的运动时间为一个圆周运动的周期:(4分)
质子在l1和l2间的运动时间为:(4分)
质子由A运动到B的最短时间为:(2分)