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如图所示,带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动.径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧,中间是一块薄金属片,粒子穿过时有动能损失.试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间较长?(粒子重力不计)

答案:
解析:

  正确解答:首先根据洛仑兹力方向,(指向圆心),磁场方向以及动能损耗情况,判定粒子带正电,沿abcde方向运动.

  再求通过上、下两段圆弧所需时间:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动

  

  子速度v,回旋半径R无关.因此上、下两半圆弧粒子通过所需时间相等.动能的损耗导致粒子的速度的减小,结果使得回旋半径按比例减小,周期并不改变.

  小结:回旋加速器的过程恰好与本题所述过程相反.回旋加速器中粒子不断地被加速,但是粒子在磁场中的圆周运动周期不变.


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