题目内容
图14所示为圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B、方向垂直纸面向里，边界跟y轴相切于坐标原点Ｏ． Ｏ点处有一放射源，沿纸面向各方向射出速率均为
的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍．已知该带电粒子的质量为
、电荷量为
，不考虑带电粒子的重力．
（1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径；
（2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角；
（3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变．若从Ｏ点沿x轴正方向射入磁场的粒子速度已减小为
，求该粒子第一次回到Ｏ点经历的时间．
的某种带电粒子，带电粒子在磁场中做圆周运动的半径是圆形磁场区域半径的两倍．已知该带电粒子的质量为、电荷量为，不考虑带电粒子的重力．（1）推导带电粒子在磁场空间做圆周运动的轨道半径；
（2）求带电粒子通过磁场空间的最大偏转角；
（3）沿磁场边界放置绝缘弹性挡板，使粒子与挡板碰撞后以原速率弹回，且其电荷量保持不变．若从Ｏ点沿x轴正方向射入磁场的粒子速度已减小为
，求该粒子第一次回到Ｏ点经历的时间．（1）带电粒子进入磁场后，受洛伦兹力作用，由牛顿第二定律得：
………………………………………………………………………2分
……………………………………………………………………………1分
（2）设粒子飞出和进入磁场的速度方向夹角为
，则
x是粒子在磁场中轨迹的两端点的直线距离．x最大值为2R，对应的就是
最大值．且2R=r
所以
…………………3分（3）当粒子的速度减小为时，在磁场中作匀速圆周运动的半径为
………………………………………………………1分
故粒子转过四分之一圆周，对应圆心角为
时与边界相撞弹回，由对称性知粒子经过四个这样的过程后第一次回到Ｏ点，亦即经历时间为一个周期．……………1分
粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
．
所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是
…………………………………………………………………………1分
………………………………………………………………………2分……………………………………………………………………………1分（2）设粒子飞出和进入磁场的速度方向夹角为
，则x是粒子在磁场中轨迹的两端点的直线距离．x最大值为2R，对应的就是最大值．且2R=r所以
…………………3分（3）当粒子的速度减小为时，在磁场中作匀速圆周运动的半径为………………………………………………………1分故粒子转过四分之一圆周，对应圆心角为
时与边界相撞弹回，由对称性知粒子经过四个这样的过程后第一次回到Ｏ点，亦即经历时间为一个周期．……………1分粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期
．所以从O点沿x轴正方向射出的粒子第一次回到O点经历的时间是
…………………………………………………………………………1分略
练习册系列答案
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R，磁场方向垂直于纸面向里，内外圆之间环形区域磁感应强度为B，内圆的磁感应强度为B/3。t=0时一个质量为m，带－q电量的离子（不计重力），从内圆上的A点沿半径方向飞进环形磁场，刚好没有飞出磁场。
、电荷量为
的负电荷，以速率
从A点垂直于磁场方向正对着磁场的圆心射入后从C点射出，已知角AOC为1200，则该粒子在磁场中的运动时间为：（ ）
m，
在圆筒轴线上，筒壁有小孔H，
＝100C／
kg的带正电粒子，从A板上的P点附近由静止释放，在电场力作用下沿O