题目内容
在如图所示的平面直角坐标系xOy中,有一个圆形区域的匀强磁场(图中未画出),磁场方向垂直于xOy平面,O点为该圆形区域边界上的一点.现有一质量为m,带电量为+q的带电粒子(不计重力)从O点为以初速度v0沿x轴方向进入磁场,已知粒子经过y轴上P点时速度方向与+y方向夹角为θ=30°,OP=L.求:![]()
(1)磁感应强度的大小和方向.
(2)该圆形磁场区域的最小面积.
解:(1)由左手定则得磁场方向垂直xOy平面向里.粒子在磁场中做弧长为
圆周的匀速圆周运动,如图所示,粒子在Q点飞出磁场,设其圆心为O′,半径为R.由几何关系有(L-R)sin30°=R,
所以R=
L
由牛顿第二定律有
qv0B=m
,故R=
由以上各式得磁感应强度B=
![]()
(2)设磁场区的最小面积为S.由几何关系得直径
=
R=
L
所以S=π
=
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