摘要:(2009年安徽合肥35中高三物理第一次质量抽测试卷)如图所示.一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的.磁感应强度为B的匀强磁场.在ad边中点O.方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角θ = 30°.大小为v0的带正电粒子.已知粒子质量为m.电量为q.ad边长为L.ab边足够长.粒子重力不计. 求:(1)粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围. (2)如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制.求粒子在磁场中运动的最长时间. 答案:(1)<v0≤ (2) 解析:(1)若粒子速度为v0.则qv0B =. 所以有R =. 设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切.相应速度为v01.则R1+R1sinθ =. 将R1 =代入上式可得.v01 = 类似地.设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切.相应速度为v02.则R2-R2sinθ =. 将R2 =代入上式可得.v02 = 所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足<v0≤ (2)由t =及T =可知.粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角α越长.在磁场中运动的时间也越长.由图可知.在磁场中运动的半径r≤R1时.运动时间最长.弧所对圆心角为(2π-2θ). 所以最长时间为t ==

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