题目内容

如图所示,在以O为圆心,半径为R的圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场,AB为一挡板,其上的P点与O的连线垂直于挡板,PO=,一群质量为m、带电量为q的粒子(不计重力)以不同的速率沿与挡板平行且正对圆心O的方向射入磁场区域,已知其中速率为2v的粒子离开磁场后落在挡板上的P点.

(1)求匀强磁场的磁感应强度;

(2)若已知这些粒子落在挡板上分布在以P为中心,长度为2R的范围内,求这些粒子的速度大小的范围.

(1)由题意,速率为2v的粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径r=R

得:

(2)设粒子在磁场中做圆周运动的半径的最大值和最小值分别为r1、r2,由几何知:

,由,故:

,所以粒子的速度范围为

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