题目
在均匀磁场中,当带电粒子以一定速度进入外磁场(若其速度与外磁场方向不垂直也不平行),其运动轨迹将是螺旋线。
在均匀磁场中,当带电粒子以一定速度进入外磁场(若其速度与外磁场方向不垂直也不平行),其运动轨迹将是螺旋线。
题目解答
答案
正确
解析
步骤 1:带电粒子在磁场中的运动
带电粒子在磁场中运动时,会受到洛伦兹力的作用。洛伦兹力的方向垂直于粒子的速度方向和磁场方向,大小为 \(F = qvB\sin\theta\),其中 \(q\) 是粒子的电荷量,\(v\) 是粒子的速度,\(B\) 是磁场的磁感应强度,\(\theta\) 是速度方向与磁场方向之间的夹角。
步骤 2:速度与磁场方向不垂直也不平行
当带电粒子的速度方向与磁场方向既不垂直也不平行时,可以将粒子的速度分解为两个分量:一个分量平行于磁场方向,另一个分量垂直于磁场方向。平行于磁场方向的分量不会受到洛伦兹力的作用,因此粒子沿这个方向做匀速直线运动。垂直于磁场方向的分量会受到洛伦兹力的作用,粒子沿这个方向做匀速圆周运动。
步骤 3:合成运动轨迹
由于粒子同时沿平行于磁场方向做匀速直线运动和沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动,因此其运动轨迹是这两种运动的合成。这种合成运动轨迹就是螺旋线。
带电粒子在磁场中运动时,会受到洛伦兹力的作用。洛伦兹力的方向垂直于粒子的速度方向和磁场方向,大小为 \(F = qvB\sin\theta\),其中 \(q\) 是粒子的电荷量,\(v\) 是粒子的速度,\(B\) 是磁场的磁感应强度,\(\theta\) 是速度方向与磁场方向之间的夹角。
步骤 2:速度与磁场方向不垂直也不平行
当带电粒子的速度方向与磁场方向既不垂直也不平行时,可以将粒子的速度分解为两个分量:一个分量平行于磁场方向,另一个分量垂直于磁场方向。平行于磁场方向的分量不会受到洛伦兹力的作用,因此粒子沿这个方向做匀速直线运动。垂直于磁场方向的分量会受到洛伦兹力的作用,粒子沿这个方向做匀速圆周运动。
步骤 3:合成运动轨迹
由于粒子同时沿平行于磁场方向做匀速直线运动和沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动,因此其运动轨迹是这两种运动的合成。这种合成运动轨迹就是螺旋线。