问题
计算题
如图所示,分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。电量为q、质量为m的带正电的粒子从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场,离开磁场时速度方向偏转了60°角。试确定:
(1)粒子做圆周运动的半径。
(2)粒子的入射速度。
(3)若保持粒子的速率不变,从A点入射时速度的方向顺时针转过60°角,粒子在磁场中运动的时间。
答案
解:(1)设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动半径为R,如图所示,∠OO'A = 30°,由图可知,圆运动的半径R= O'A =
(2)根据牛顿运动定律, 有:Bqv = m
有:R =
故粒子的入射速度
(3)当带电粒子入射方向转过60°角,如图所示,在△OAO1中,OA= r,O1A= r,∠O1AO=30°,由几何关系可得,O1O=r,∠AO1E=60°
设带电粒子在磁场中运动所用时间为t,由:
有:T =
解出:t =