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求解一道高考物理题,高手进
如上图所示,边长为L的等边三角形ABC为两个有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强...
如上图所示,边长为L的等边三角形ABC为两个有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强度大小也为B,把粒子源放在顶点A处,它将沿∠A的角平分线发射质量为m,电荷量为q,初速度为v=(qbl)/m的负电粒子(重量不计),求:带电粒子在题设的两个有界磁场中运动的周期。
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v=qBl/m
所以在磁场中圆周运动的半径为R=mv/qb=l
即圆周运动的轨道半径等于三角形边长。而且半径相同,无论在三角形内部还是外部,圆周运动的周期相同,T=2*pi*m/qB
下面要分析粒子运动的轨迹,根据左手定则,在三角形内部粒子向左偏转,在三角形外部向右偏转(都是相对于运动方向)。你没给图,所以设三角形上顶点为A,左下B,右下C
1)在三角形内部由A到C,走1/6圆周
2)在三角形外部由C到B,走5/6圆周
3)在三角形内部由B到A,走1/6圆周
4)在三角形外部由A到C,走5/6圆周
5)在三角形内部由C到B,走1/6圆周
6)在三角形外部由B到A,走5/6圆周
回到起始状态,周期为
(1/6+5/6+1/6+5/6+1/6+5/6)T=3T=6*pi*m/qB
所以在磁场中圆周运动的半径为R=mv/qb=l
即圆周运动的轨道半径等于三角形边长。而且半径相同,无论在三角形内部还是外部,圆周运动的周期相同,T=2*pi*m/qB
下面要分析粒子运动的轨迹,根据左手定则,在三角形内部粒子向左偏转,在三角形外部向右偏转(都是相对于运动方向)。你没给图,所以设三角形上顶点为A,左下B,右下C
1)在三角形内部由A到C,走1/6圆周
2)在三角形外部由C到B,走5/6圆周
3)在三角形内部由B到A,走1/6圆周
4)在三角形外部由A到C,走5/6圆周
5)在三角形内部由C到B,走1/6圆周
6)在三角形外部由B到A,走5/6圆周
回到起始状态,周期为
(1/6+5/6+1/6+5/6+1/6+5/6)T=3T=6*pi*m/qB
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