EJU 2008 年第 2 回 物理 第 18 题

考点
洛伦兹力
领域
电磁学
难度
中等
标准答案
②

解析摘要

标准解析

由磁力求半径,再约去周期中的速度

设粒子质量m、电荷量的绝对值为 ∣q∣|q|,均匀磁场大小为B。粒子速度垂直磁场,磁力充当向心力:

∣q∣vB=mv2r,r=mv∣q∣B.|q|vB=\frac{mv^2}{r},\qquad r=\frac{mv}{|q|B}.

代入周期式得到

T=2πrv=2πm∣q∣B.T=\frac{2\pi r}{v}=\frac{2\pi m}{|q|B}.

在本题采用的非相对论近似中,周期不含v,也不依赖动能。交变电场加速使动能 K=mv2/2K=mv^2/2 增大,速率v增大,所以半径r随之增大。

磁场改变运动方向但不做功,粒子的动能增量由电场提供。周期不变并不等于半径不变:绕行路程和速率同时按同一比例增大。

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