第25题,高中物理,帮帮忙!
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解:
(1)设粒子a在I内做匀速圆周运动的圆心为C(在y轴上),半径为Ra1,粒子速率为va,运动轨迹与两磁场区域边界的交点为P',如图
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得qvaB= mva2Ra1 ①
由几何关系得∠PCP′=θ ②
Ra1= dsinθ ③
式中 θ=30°
由①②③式得va1= 2qBdm ④
(2)设粒子a在II内做圆周运动的圆心为Oa,半径为Ra1,射出点为Pa(图中未画出轨迹),∠P′OaPa=θ′.
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
2qBva=m va2Ra2 ⑤
由①⑤式得Ra2= Ra12 ⑥
C、P'和Oa三点共线,且由⑥式知Oa点必位于
x= 32d ⑦
的平面上.由对称性知,Pa点与P'点纵坐标相同,
即y1=Ra1cosθ+h ⑧
式中,h是C点的y坐标
设b在I中运动的轨道半径为Rb1,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
q va3B= mRb1· va3 ⑨
设a到达Pa点时,b位于Pb点,转过的角度为α.如果b没有飞出I,则
tTa2= θ′2π ⑩
tTb1= α2π ⑾
式中,t是a在区域II中运动的时间,而
Ta2= 2πRa2v ⑿
Tb1= 2πRb1 v3 ⒀
由⑤⑨⑩⑾⑿式得
α=30° ⒁
由①③⑨⒁式可见,b没有飞出.Pb点的y坐标为y2=Rb1(2+cosα)+h
由①③⑧⑨式及题给条件得,a、b两粒子的y坐标之差为y1
~
(1)设粒子a在I内做匀速圆周运动的圆心为C(在y轴上),半径为Ra1,粒子速率为va,运动轨迹与两磁场区域边界的交点为P',如图
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得qvaB= mva2Ra1 ①
由几何关系得∠PCP′=θ ②
Ra1= dsinθ ③
式中 θ=30°
由①②③式得va1= 2qBdm ④
(2)设粒子a在II内做圆周运动的圆心为Oa,半径为Ra1,射出点为Pa(图中未画出轨迹),∠P′OaPa=θ′.
由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
2qBva=m va2Ra2 ⑤
由①⑤式得Ra2= Ra12 ⑥
C、P'和Oa三点共线,且由⑥式知Oa点必位于
x= 32d ⑦
的平面上.由对称性知,Pa点与P'点纵坐标相同,
即y1=Ra1cosθ+h ⑧
式中,h是C点的y坐标
设b在I中运动的轨道半径为Rb1,由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得
q va3B= mRb1· va3 ⑨
设a到达Pa点时,b位于Pb点,转过的角度为α.如果b没有飞出I,则
tTa2= θ′2π ⑩
tTb1= α2π ⑾
式中,t是a在区域II中运动的时间,而
Ta2= 2πRa2v ⑿
Tb1= 2πRb1 v3 ⒀
由⑤⑨⑩⑾⑿式得
α=30° ⒁
由①③⑨⒁式可见,b没有飞出.Pb点的y坐标为y2=Rb1(2+cosα)+h
由①③⑧⑨式及题给条件得,a、b两粒子的y坐标之差为y1
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答: (1)va1= 2qBd/m;(2)y1−y2= 23(根号 3-2)d
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