如图所示,在边长为L的等边三角形ACD区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现有一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以某一速度从AC边中点P、平行于CD边

◎ 题目

如图所示,在边长为L的等边三角形ACD区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现有一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以某一速度从AC边中点P、平行于CD边垂直磁场射入,粒子的重力可忽略不计。
(1)若粒子进入磁场时的速度大小为v0,求粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)若粒子能从AC边飞出磁场,求粒子在磁场中运动的时间;
(3)为使粒子能从CD边飞出磁场,粒子进入磁场时的速度大小应满足什么条件?

◎ 答案

解:(1)设粒子在磁场中运动的轨道半径为r,则

解得

 (2)粒子在磁场中运动的周期
在磁场中运动的时间

解得
(3)设粒子从CD边飞出磁场的最小半径为r1,对应最小速度为v1,则
 

解得
设粒子能从D点飞出磁场,对应的半径为r2,速度为v2,圆心角为α,则


解得
α=60°
由几何关系可知,粒子能从D点飞出磁场,且飞出时速度方向沿AD方向
由于
解得
所以速度大小应满足的条件

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在边长为L的等边三角形ACD区域内,存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现有一束质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以某一速度从AC边中点P、平行于CD边…”主要考查了你对  【带电粒子在匀强磁场中的运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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