作业帮 > 物理 > 作业

如图所示,环状匀强磁场围成中空区域内有自由运动的带电粒子,但由于环状磁场的束缚,只要速度不很大,都不会穿出磁场的外边缘.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/28 00:27:09
如图所示,环状匀强磁场围成中空区域内有自由运动的带电粒子,但由于环状磁场的束缚,只要速度不很大,都不会穿出磁场的外边缘.设环状磁场的内半径R1=0.5m,外半径R2=1.0m,磁场的磁感应强度B=1.0T,若被缚的带电粒子的荷质比为q/m=4×107C/kg,中空区域中带电粒子具有各个方向的速度,试计算:(1)粒子沿环状的半径方向射入磁场,不能穿越磁场的最大速度多大?(2)所有粒子不能穿越磁场的最大速度多大?

/>
1、粒子运动轨迹如图中上面黑色轨迹所示 ,
     由几何关系可得 :r1² + R1² = (R2-r1)² ,
     解得 :r1 = 0.375 m
     由 qv1B = mv1²/r1 可得 ,
     v1 = qBr1/m = 1.5×10^7 m/s

2、粒子运动轨迹如图中下面黑色轨迹所示 ,
     可得 :r2 =(R2-R1)/ 2 = 0.25 m
    由 qv2B = mv2²/r2 可得 ,
     v2 = qBr2/m = 1.0×10^7 m/s