高中 | 带电粒子在圆边界匀强磁场中的运动 题目答案及解析

稿件来源:高途

高中 | 带电粒子在圆边界匀强磁场中的运动题目答案及解析如下,仅供参考!

选修3-1

第三章 磁场

3.6 带电粒子在匀强磁场中的运动

带电粒子在圆边界匀强磁场中的运动

真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为$a$$3a$的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。一速率为$v$的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为$m$,电荷量为$e$,忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为$(\quad\ \ \ \ )$

 

["

$\\dfrac{3mv}{2ae}$

","

$\\dfrac{mv}{ae}$

","

$\\dfrac{3mv}{4ae}$

","

$\\dfrac{3mv}{5ae}$

"]
[["C"]]

当电子在磁场中的运动轨迹和外圆相切时,电子在图中实线圆围成的区域内运动的半径最大,
电子的运动轨迹如图,


令电子的半径为$r$,根据几何知识有${{r}^{2}}+{{a}^{2}}={{(3a-r)}^{2}}$
所以电子的最大半径为$r=\dfrac{4}{3}a$
因为$evB=m\dfrac{{{v}^{2}}}{r}$
所以$B=\dfrac{mv}{re}$
则磁感应强度的最小值为$B=\dfrac{3mv}{4ae}$,故$\text{ABD}$错误,$\text{C}$正确。
故选:$\text{C}$

高中 | 带电粒子在圆边界匀强磁场中的运动题目答案及解析(完整版)

去刷题
今日推荐