一个初速度为零的质子,经过电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度B的匀强磁场,已知质子质量m,电量q,试求: (1)质子进入磁场中的速度? (2)质子在磁场中运动的轨道半径及
问题描述:
一个初速度为零的质子,经过电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度B的匀强磁场,已知质子质量m,电量q,试求:
(1)质子进入磁场中的速度?
(2)质子在磁场中运动的轨道半径及周期?
答
(1)粒子在电场中加速,由动能定理得:qU=
mv2 1 2
速度为:v=
…(1)
2qU m
(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,得:
Bqv=
mv2
R
解得:R=
…(2)mv qB
将(1)式代入(2)式得:R=
1 B
2Um q
质子在磁场中运动的周期:T=
=2πR v
2πm qB
答:(1)质子进入磁场中的速度为v=
;
2qU m
(2)质子在磁场中运动的轨道半径为R=
1 B
,周期为v=
2Um q
.
2qU m