题目内容

如图所示,两个同心圆,半径分别为r和2r,在两圆之间的环形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.圆心O处有一放射源,放出粒子的质量为m,带电荷量为q,假设粒子速度方向都和纸面平行, 不计粒子重力。

(1)图中箭头表示某一粒子初速度的方向,OA与初速度方向夹角为60°,要想使该粒子经过磁场第一次通过A点,则初速度的大小是多少?

(2)要使粒子不穿出环形区域,则粒子的初速度不能超过多少?

(1)(2)

【解析】

试题分析:如图所示,设粒子在磁场中的轨道半径为,则由几何关系可得:,又,联立解得

(2)设粒子轨迹与磁场外界相切时,粒子在磁场中的轨道半径为,则由几何关系有:

可得:,又,可得

故要使粒子不穿出环形区域,粒子的初速度不能超过

考点:带电粒子在匀强磁场中的运动.

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