如下图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速

◎ 题目

如下图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°.粒子的重力不计,试求:
(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.
(2)粒子在磁场中运动的时间.
(3)b到O的距离.

◎ 答案

解:(1)带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力提供向心力
   ①
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,连接粒子在磁场区入射点和出射点弦长为:
  ②
要使圆形匀强磁场区域面积最小,其半径刚好为:
  ③
其最小面积为:
(2)带电粒子在磁场中运行的周期为:
T=2πR/v0=2πm/qB ④
轨迹圆弧对应的圆心角为120°,带电粒子在磁场中运动的时间为
 
(3)由几何关系得ob的距离: 

由①⑤式解得:d=3mv0/qB.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如下图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速…”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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