如图所示,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
◎ 题目
如图所示,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300.粒子的重力不计,试求: (1)粒子在磁场中的运动半径 (2)粒子在磁场中运动的时间. (3)圆形匀强磁场区域的最小面积. |
◎ 答案
(1)带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力提供向心力得: Bqv0=
解得:R=
(2)带电粒子在磁场中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转动周期的
t=
(3)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得弦长为: l=
要使圆形匀强磁场区域面积最小,其半径刚好为l的一半,即: r=
其面积为:Smin=πr2=
答:(1)粒子在磁场中的运动半径为 |