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(2010?湖南三模)一個初速度為零的質子,經過電壓為U的電場加速后,垂直進入磁感應強度B的勻強磁場,已知質子質量m,電量q,試求:
(1)質子進入磁場中的速度?
(2)質子在磁場中運動的軌道半徑及周期?
分析:(1)粒子在電場中加速,由動能定理即可求得粒子的速度;
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,列出動力學的方程即可求得質子在磁場中運動的軌道半徑及周期.
解答:解:(1)粒子在電場中加速,由動能定理得:qU=
1
2
mv2
            
速度為:v=
2qU
m
  …(1)
(2)粒子在磁場中做勻速圓周運動,洛倫茲力提供向心力,得:
Bqv=
mv2
R

解得:R=
mv
qB
  …(2)
將(1)式代入(2)式得:R=
1
B
2Um
q
      
質子在磁場中運動的周期:T=
2πR
v
=
2πm
qB

答:(1)質子進入磁場中的速度為v=
2qU
m
;
(2)質子在磁場中運動的軌道半徑為R=
1
B
2Um
q
,周期為v=
2qU
m
點評:該題考查帶電粒子在勻強電場和勻強磁場中的運動,使用到幾個基本的公式,難度不大.
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