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,P到O的距离为l,如下图所示.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.

        f

答案:略
解析:

答案: 

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轴成角,所以判断出P点在磁场区之外.过P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,如下图所示.由图中几何关系得:l=3r ②,由以上①②两式解得:,图中OA的长度即圆形磁场区域的半径R.由图中几何关系得:

             


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