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如图所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里.质子和α粒子以相同的速度v0由MN上的O点进人磁场区域,v0与MN和磁场方向均垂直.最后它们分别从MN上的P、Q两点离开磁场.已知质子的质量为m,电荷量为e,α粒子的质量为4m,电荷量为2e,不计两粒子的重力和它们之间的相互作用力,求:
(1)P、Q两点间的距离;
(2)α粒子在磁场中的运动时间.
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(1)质子进入磁场后做半径为R1的匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:ev0B=m
v20
R1

解得:R1=
mv0
eB

质子离开磁场时距O的距离:d1=2R1=
2mv0
eB

同理,α粒子在磁场中的运动半径:R2=
4mv0
2eB
=
2mv0
eB

α粒子离开磁场时距O的距离:d2=2R2=
4mv0
eB

由此可以看出质子由P点离开磁场,α粒子由Q点离开磁场P、Q两点间的距离:d=d2-d1=
2mv0
eB

(2)α粒子在磁场中的运动的周期为T,则:T=
2πR
v
=
2π?4m
2e?B
=
4πm
eB

粒子运动的时间:t=
T
2
=
2πm
eB

答:(1)P、Q两点间的距离
2mv0
eB

(2)α粒子在磁场中的运动时间
2πm
eB
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?福建)反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似.如图所示,在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场,一带电微粒从A点由静止开始,在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动.已知电场强度的大小分别是E1=2.0×103N/C和E2=4.0×103N/C,方向如图所示,带电微粒质量m=1.0×10-20kg,带电量q=1.0×10-9C,A点距虚线MN的距离d1=1.0cm,不计带电微粒的重力,忽略相对论效应.求:
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(2)α粒子在磁场中的运动时间.

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(1)A、B两点间的距离.
(2)α粒子在磁场中运动的时间.

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(1)磁感应强度的大小.
(2)两粒子到达A、B两点的时间差.

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    (1)A、B两点间的距离。

    (2)α粒子在磁场中运动的时间。

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