如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在以x=0.5m为界的两个匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁场Ⅰ的磁感应强
如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在以x=0.5m为界的两个匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁场Ⅰ的磁感应强度B=0.5T,方向垂直纸面向里,磁场Ⅱ方向垂直纸面向外,磁感应...
如图所示,在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在以x=0.5m为界的两个匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁场Ⅰ的磁感应强度B=0.5T,方向垂直纸面向里,磁场Ⅱ方向垂直纸面向外,磁感应强度大小未知,在原点O处放有一个开有小孔的粒子源,粒子源能同时放出比荷为qm=4×106C/kg的不同速率的正粒子束,沿与x轴成30°角的方向从小孔射入磁场,入射粒子束的速率最大值为vm=2.0×106m/s,不计粒子间的相互作用及重力.(1)求粒子打在y轴上的范围;(2)从t=0时刻开始,求沿与x轴成30°角的方向从小孔射入的各种不同速率的正粒子经过5π3×10-7s时所在位置构成的曲线方程;(3)若控制粒子源,让正粒子均以最大速率射出,且射出的同时,让磁场Ⅰ反向,小孔调向y轴正方向,发现所有正粒子刚好不从x轴射出,求磁场Ⅱ的磁感应强度B′(保留2位有效数字).
展开
展开全部
解:(1)由洛仑兹力充当向心力有:
qvB=m
r=
;
最大半径为:rm=
=1m;
离子在磁场中运动最大轨道半径:rm=1m
由几何关系知,最大速度的离子刚好沿磁场边缘打在荧光屏上,如图,所以OA1长度为:
y=2rcos30°=
m
即离子打到荧光屏上的范围为:[0,
m]
(2)离子在磁场中运动的周期为:
T=
=π×10-6 s
经过时间:t=
×10-7ss
离子转过的圆心角为φ=
t=
设
×10-7s这个时刻某离子的位置坐标为(x,y)
y=rcos30°
x=r-rsin30°
所以:y=
x就是所求的曲线方程;
(3)将磁场1转向后,半径不变,转动方向反向,则由几何关系可知,C1B=
=
qvB=m
v2 |
r |
r=
mv |
Bq |
最大半径为:rm=
mvm |
Bq |
离子在磁场中运动最大轨道半径:rm=1m
由几何关系知,最大速度的离子刚好沿磁场边缘打在荧光屏上,如图,所以OA1长度为:
y=2rcos30°=
3 |
即离子打到荧光屏上的范围为:[0,
3 |
(2)离子在磁场中运动的周期为:
T=
2πm |
Bq |
经过时间:t=
5π |
3 |
离子转过的圆心角为φ=
2π |
T |
π |
3 |
设
5π |
3 |
y=rcos30°
x=r-rsin30°
所以:y=
3 |
(3)将磁场1转向后,半径不变,转动方向反向,则由几何关系可知,C1B=
1?(0.5)2 |