請(qǐng)推導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式.
分析:帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律和向心力公式列式求半徑公式和周期公式.
解答:解:設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,進(jìn)入磁場時(shí)的速率為v.磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,則根據(jù)牛頓第二定律得:
   qvB=m
v2
r

則得半徑:r=
mv
qB

周期為:T=
2πr
v
=
2π?
mv
qB
v
=
2πm
qB

答:推導(dǎo)過程見上.
點(diǎn)評(píng):對(duì)于推導(dǎo)問題,要有必要的假設(shè),步驟要完整,思路要清晰.本題關(guān)鍵抓住洛倫茲力提供向心力進(jìn)行推導(dǎo).
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(10分)如圖,一個(gè)質(zhì)量為m帶電量為+q的粒子(不計(jì)重力),以初速度V0,垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的足夠大的勻強(qiáng)磁場中,求

(1)(4分)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出粒子所受的洛侖茲力的方向和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡
(2)(3分)推導(dǎo)出帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式
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(1)(4分)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出粒子所受的洛侖茲力的方向和粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡

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如圖所示,分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里。已知帶電量為q(粒子帶負(fù)電)、質(zhì)量為m的粒子從磁場的邊緣A點(diǎn)沿圓的半徑AO方向射入磁場,穿過磁場區(qū)域后,速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角。(不計(jì)該粒子的重力)
(1)請(qǐng)畫出該帶電粒子在該圓形區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖;
(2)請(qǐng)推導(dǎo)該帶電粒子在進(jìn)入該圓形區(qū)域時(shí)的入射速度的大小v0的表達(dá)式。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(13分)如圖所示,分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于紙面向里。已知帶電量為q(粒子帶負(fù)電)、質(zhì)量為m的粒子從磁場的邊緣A點(diǎn)沿圓的半徑AO方向射入磁場,穿過磁場區(qū)域后,速度方向偏轉(zhuǎn)了60°角。(不計(jì)該粒子的重力)

(1)請(qǐng)畫出該帶電粒子在該圓形區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖。

(2)請(qǐng)推導(dǎo)該帶電粒子在進(jìn)入該圓形區(qū)域時(shí)的入射速度的大小v0的表達(dá)式。

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