题目内容
如图所示,在半径为R的半圆形区域,有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B。质量为m,带电荷量为q的微粒以某一初速度沿垂直于半圆直径AD方向从P点射入磁场,已知AP=d。不计空气阻力和微粒的重力。
(1)若微粒恰好从A点射出磁场,求微粒的入射速度v1;
(2)若微粒从纸面内的Q点射出磁场,且已知射出方向与半圆在Q点的切线成夹角
(如图),求微粒的入射速度v2。
(1)若微粒恰好从A点射出磁场,求微粒的入射速度v1;
(2)若微粒从纸面内的Q点射出磁场,且已知射出方向与半圆在Q点的切线成夹角
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446452209.gif)
(1)
(2分)
2)
(2分)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446468532.gif)
2)
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解:(1)当微粒从A点射出磁场时,如图所示知,
其轨道半径
……① (2分)
由牛顿第三定律得:
……② (2分)
由①②得:
(2分)
(2)当微粒从Q点射出磁场时,其轨迹如图所示
由几何关系知
……③ (1分)
设此时轨道半径为R2,则![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446655485.gif)
即
……④ (1分)
由余弦定理得:
……⑤ (2分)
由④⑤得:
……⑥ (2分)
由牛顿第二定律得:
……⑦ (2分)
由⑥⑦得:
(2分)
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![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446577423.gif)
由牛顿第三定律得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446592582.gif)
由①②得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446468532.gif)
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241214466241466.gif)
由几何关系知
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设此时轨道半径为R2,则
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446655485.gif)
即
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446670527.gif)
由余弦定理得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446686730.gif)
由④⑤得:
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由牛顿第二定律得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446717585.gif)
由⑥⑦得:
![](http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/20140824121446530995.gif)
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
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