(9分)如图所示的坐标平面内,在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B1=0.20T的匀强磁场,在y轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d=0.125m的匀强磁场B2.某时刻一质量m=2.

◎ 题目

(9分)如图所示的坐标平面内,在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B1=0.20T的匀强磁场,在y轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d=0.125m的匀强磁场B2.某时刻一质量m=2.0×10-8kg、电量q=+4.0×10-4C的带电微粒(重力可忽略不计),从x轴上坐标为(-0.25m,0)的P点以速度v=2.0×103 m/s沿y轴正方向运动.试求:

(1)微粒在y轴的左侧磁场中运动的轨道半径;
(2)微粒第一次经过y轴时速度方向与y轴正方向的夹角;
(3)要使微粒不能从右侧磁场边界飞出,B2应满足的条件

◎ 答案

(1)r1=0.5m
(2)θ=60°
(3)B0≥0.4T

◎ 解析

(1)设微粒在y轴左侧做匀速圆周运动的半径为r1,转过的圆心角为θ

代入数据得  r1="0.5m            " -----------------3分
(2)粒子在磁场中运动的轨迹如图

有几何关系得    
θ="60°                  " ----------------3分
(3)设粒子恰好不飞出右侧磁场时,磁感应强度为B0,运动半径为r2,其运动轨迹如图
有几何关系得  
r2=0.25m
得  B0=0.4T
所以磁场满足B0≥0.4T                             -----------------3分

◎ 知识点

    专家分析,试题“(9分)如图所示的坐标平面内,在y轴的左侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小B1=0.20T的匀强磁场,在y轴的右侧存在垂直纸面向里、宽度d=0.125m的匀强磁场B2.某时刻一质量m=2.…”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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