题目内容
一匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面上,磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速度为v,方向沿x轴正方向,后来,粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴的夹角为30°,P到O的距离为l,如图2所示.不计重力的影响,求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上的磁场区域的半径R. ![]()
图2
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解析:
粒子在磁场中受洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,设其半径为r,则由洛伦兹力提供向心力得:
①
据此并由题意知,粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上,由题中给出的粒子过P点时的速度方向与y轴成30°角,判断出P点在磁场区之外.过P点沿速度方向作延长线,它与x轴交于Q点.作圆弧过O点与x轴相切,并且与PQ相切,切点A即粒子离开磁场区的地点,这样也求得圆弧轨迹的圆心C,如图3所示.
由图中几何关系得:l=3r ②
由①②两式求得:![]()
图中OA的长度即圆形磁场区的半径R.由图中几何关系可得: ![]()
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图3
练习册系列答案
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