2019-2020学年沪科版选修3-1 5.5 探究洛伦兹力 作业
2019-2020学年沪科版选修3-1 5.5 探究洛伦兹力 作业第3页



答案:CD

二、非选择题(一)

6.带电粒子的质量为m=1.7×10-27 kg,电荷量为q=1.6×10-19 C,以v=3.2×106 m/s的速度沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=0.17 T,磁场的宽度l=10 cm,如图所示,求:

(1)带电粒子离开磁场时的速度为多大?

(2)带电粒子在磁场中运动多长时间?离开磁场时偏离入射方向的距离为多大?

解析:(1)洛伦兹力不做功,所以带电粒子离开磁场时速度仍为3.2×106m/s。

  (2)粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。

  由qvB=mv^2/r得轨迹半径

  r=mv/qB=(1"." 7×10^("-" 27)×3"." 2×10^6)/(1"." 6×10^("-" 19)×0"." 17)m=0.2m

  由图可知偏转角θ满足

  sinθ=l/r=(0"." 1)/(0"." 2)=0.5,故θ=30°

  带电粒子在磁场中运动周期T=2πm/qB,则带电粒子在磁场中的运动时间

  t=θ/360"°" T=T/12=πm/6qB=(3"." 14×1"." 7×10^("-" 27))/(6×1"." 6×10^("-" 19)×0"." 17)s=3.3×10-8s

离开磁场时偏离入射方向的距离