题目内容

(2012?安徽)如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过△t时间从C点射出磁场,OC与OB成60°角.现将带电粒子的速度变为
v
3
,仍从A点射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为(  )
分析:由于粒子在匀强磁场是做匀速圆周运动,运动周期 T=
2πm
Bq
,与粒子速度大小无关,可见,要计算粒子在磁场中运动的时间,只要求得它在磁场中运动轨迹对应的圆心角,就可得到所用的时间.
解答:解:设圆形磁场区域的半径是R,
以速度v射入时,半径r1=
mv
Bq

根据几何关系可知,
r1
R
=tan60°
,所以r1=
3
R

运动时间t=
θ
T=
1
6
T=△t

以速度
v
3
射入时,半径r2=
mv
3Bq

所以r2=
r1
3
=
3
3
R

设第二次射入时的圆心角为θ,根据几何关系可知:
tan
θ
2
=
R
r2
=
3

所以θ=120°
则第二次运动的时间为:t=′
T
3
=2△t
故选B
点评:带电粒子在磁场中运动的题目解题步骤为:定圆心、画轨迹、求半径,同时还利用圆弧的几何关系来帮助解题.
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