如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0....
问题详情:
如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10 T,磁场区域的半径r= m,左侧区域圆心为O1,磁场方向垂直纸面向里,右侧区域圆心为O2,磁场方向垂直纸面向外,两区域切点为C。今有质量为m=3.2×10-26 kg、带电荷量为q=-1.6×10-19 C的某种离子,从左侧区域边缘的A点以速度v=106 m/s正对O1的方向垂直磁场*入,它将穿越C点后再从右侧区域穿出。求:
(1)该离子通过两磁场区域所用的时间;
(2)离子离开右侧区域的出*点偏离最初入*方向的侧移距离为多大?(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离)
【回答】
(1)4.19×10-6 s (2)2 m
解析 (1)离子在磁场中做匀速圆周运动,在左、右两区域的运动轨迹是对称的,如图所示,设轨迹半径为R,圆周运动的周期为T。由牛顿第二定律有qvB=m,又T=,联立得R=,T=,代入数据可得R=2 m。由轨迹图知tan θ==,即θ=30°,则全段轨迹运动时间t=2×T==,代入数据,可得t=4.19×10-6 s。
(2)在图中过O2点向AO1作垂线,根据运动轨迹的对称关系可知侧移距离为d=2rsin 2θ=2 m。
知识点:安培力与洛伦兹力单元测试
题型:计算题