题目内容

如图所示,一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,现从ad中点O垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30°,大小为v0的带正电粒子,已知粒子的质量为m,电荷量为q,ad边长为L,ab边足够长,粒子重力不计,求粒子能从ab边上射出磁场的v0的大小范围.

试题分析:粒子在磁场中做匀速圆周运动,当其轨迹恰好与ab边相切时,轨迹半径最小,对应的速度最小.当其轨迹恰好与cd边相切时,轨迹半径最大,对应的速度最大,由几何知识求出,再牛顿定律求出速度的范围.
若粒子速度为,则,所以有
设圆心在处对应圆弧与ab边相切,相应速度为,将代入上式可得
同理,设圆心在处对应圆弧与cd边相切,相应速度为,则,将代入上式可得,所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足
 
考点:
点评:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动解题一般程序是1、画轨迹:确定圆心,几何方法求半径并画出轨迹. 2、找联系:轨迹半径与磁感应强度、速度联系;偏转角度与运动时间相联系,时间与周期联系.3、用规律:牛顿第二定律和圆周运动的规律.
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