问题 计算题

如右图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度,磁场区域半径,左侧区圆心为,磁场向里,右侧区圆心为,磁场向外.两区域切点为C.今有质量.带电荷量的某种离子,从左侧区边缘的A点以速度正对O1的方向垂直磁场射入,它将穿越C点后再从右侧区穿出.求:

(1)该离子通过两磁场区域所用的时间.

(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大?(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)

答案

(1)  (2)2 m

题目分析:(1)离子在磁场中做匀速圆周运动,在左右两区域的运动轨迹是对称的,如右图,设轨迹半径为R,圆周运动的周期为T.

由牛顿第二定律

联立①②得:

将已知代入③得

由轨迹图知:,则

则全段轨迹运动时间:

联立④⑥并代入已知得:

 

(2)在图中过O2AO1作垂线,联立轨迹对称关系侧移总距离

点评:本题是有界磁场问题,关键是画出粒子的运动轨迹,运用几何知识求解半径.

单项选择题
单项选择题