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高中物理的问题?
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其实还是挺好理解的。
先来看A选项,如图1,圆O和圆O'半径相等,所以四边形OPO'P'很显然是一个菱形,所以OP平行O'P',P'是粒子的出射点,O'P'是圆O'的半径,所以出射方向垂直于O'P'(圆上一点的切线与过这一点的半径垂直);又因为OP平行O'P',所以出射方向也垂直于OP。当入射方向改变时,四边形OPO'P'始终是一个菱形(因为四条边的长度始终等于R),所以出射方向也始终垂直于OP,因此出射方向是不变的,出射速度也就保持平行,所以A正确。这个现象叫做磁发散;相反,如果偏转半径与磁场半径相同,有很多粒子平行入射,那么最终也会聚焦于磁场边的一点上,这个现象叫做磁聚焦。高考选择题有可能会考,需要记住这两个现象,考试时就不需要再推导了。
我们再来看B选项,如图2,r>R,B这个选项的意思就是出射点P'与P关于圆心O对称,也就是PP'是圆O直径时,用时最长,下面我们来证明。我们知道粒子在匀强磁场做偏转的周期是T=2πm/Bq,那么粒子从P到P'用时t=T*(θ/2π)=θm/Bq,从P到P'用时就取决于θ的大小。什么时候θ最大呢?当然是线段PP'最长的时候,这个时候PP'长度等于2R,就是说当PP'是圆O的直径时,用时最长。或者说粒子从P关于圆心的对称点出射时,用时最长,所以B是对的。
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