题目内容

如图所示,在空间有一坐标系xoy,直线OPx轴正方向的夹角为,第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域I和II,直线OP是他们的边界,OP上方区域I中磁场的磁感应强度为B。一质量为m,电荷量为q的质子(不计重力)以速度vO点沿与OP角的方向垂直磁场进入区域I,质子先后通过磁场区域I和II后,恰好垂直打在x轴上的Q点(图中未画出),试求:

   (1)区域II中磁场的磁感应强度大小;

   (2)Q点的坐标。

解答:

   (1)设质子在磁场I和II中做圆周运动的轨道半径分别为,区域II中磁感应强度为,由牛顿第二定律

         ① 2分

         ② 2分

       粒子在两区域运动的轨迹如图所示,

       由几何关系可知,质子从A点出磁场I时的

       速度方向与OP的夹角为300,故质子在磁场I中轨迹的圆心角为    2分

       则为等边三角形                      ③ 2分

                                           ④ 2分

       由①②③④解得区域II中磁感应强度为          3分

   (2)Q点坐标                      2分

       故  x                                  3分

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