试题分析:
粒子带正电,故在磁场中沿逆时针方向做匀速圆周运动,用R表示轨道半径,
(2分)
由此得
(1分)
过P点作x轴的垂线段,与x轴交于D点。因朝不同方向发射的
粒子的圆轨迹都过S,由此可知,某一圆轨迹在图中D左侧与x轴相切,则此切点B就是
粒子能打中的左侧最远点。过圆心O点做x轴的平行线,并与PD交于E点
(2分)
再考虑D的右侧。任何
粒子在运动中离S的距离不可能超过2R,以2R为半径、S为圆心作圆,交x轴于A点,此即右侧能打到的最远点。
由图中几何关系得
(2分)
由于
,所以左侧圆周与y轴相切 (1分)
粒子打在x轴上的区域为AB之间
B点坐标
(1分)
A点坐标
(1分)
点评:偏难。相同的粒子以相同的速率沿不同方向射入强磁场中,粒子在磁场中运动的轨道中,运动周期是相同的,但粒子运动径迹所在空间位置不同,所有粒子经过的空间区域在以入射点为圆心,运动轨迹圆的直径为半径的圆内.当磁场空间有界时,粒子在有界磁场内运动的时间不同.所能达到的最远位置不同,从而形成不同的临界状态或极值问题.此类问题中有两点要特别注意:一是旋转方向对运动的影响,二是运动中离入射点的最远距离不超过2R,因R是相同的,进而据此可自利用
来断定转过的圆心角度,运动时间等极值问题,其中l是最远点到入射点间距离即轨迹上的弦长.