题目内容

如图所示，一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处，可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子，整个三角形位于垂直于△ABC的匀强磁场中，若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域，则磁感应强度的最小值为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】分析：带电粒子垂直射入磁场中，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由r=知，粒子的半径与B成反比，当粒子的轨迹恰好与△ABC的边AB相切时，其不能射出三角形区域的运动半径最大，所对应的磁感应强度的最小，由几何知识可求出半径的最大值，由牛顿第二定律可求出B的最小值．
解答：解：如图所示，带电粒子不能射出三角形区域的最小半径是r=?tan30°=a，
由qvB=m得，最小的磁感应强度是B=．
故选D
点评：本题属于临界问题，当粒子的轨迹与边界A相切时，半径最大．本题的解题关键是作出轨迹的示意图，根据几何知识求出运动半径最大值，
练习册系列答案
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（2009?枣庄一模）如图所示，一匀强磁场磁感应强度为B；方向向里，其边界是半径为R的圆，AB为圆的一直径．在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量m、电量-q的粒子，粒子重力不计．
（1）有一带电粒子以v=
2qBRm
的速度垂直磁场进入圆形区域，恰从B点射出．求此粒子在磁场中运动的时间．
（2）若磁场的边界是绝缘弹性边界（粒子与边界碰撞后将以原速率反弹），某粒子沿半径方向射入磁场，经过2次碰撞后回到A点，则该粒子的速度为多大？
（3）若R=3cm、B=0.2T，在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为3×105m/s、比荷为108C/kg的粒子．试用阴影图画出粒子在磁场中能到达的区域，并求出该区域的面积（结果保留2位有效数字）．

如图所示，一匀强磁场磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，其边界是半径为R的圆，AB为圆的一直径。在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量为m、电荷量为-q的粒子，粒子重力不计。

（1）有一带电粒子以的速度垂直磁场进入圆形区域，恰从B点射出，求此粒子在磁场中运动的时间；

（2）若磁场的边界是绝缘弹性边界（粒子与边界碰撞后将以原速率反弹），某粒子沿半径方向射入磁场，经过2次碰撞后回到A点，则该粒子的速度为多大？

（3）若R=4cm、B=0.2T，在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为4×105m/s、比荷108C/kg的粒子。试用阴影图画出粒子在磁场中能到达的区域，并求出该区域的面积（结果保留2位有效数字）。
如图所示，一匀强磁场磁感应强度为B；方向向里，其边界是半径为R的圆，AB为圆的一直径．在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量m、电量-q的粒子，粒子重力不计．
（1）有一带电粒子以的速度垂直磁场进入圆形区域，恰从B点射出．求此粒子在磁场中运动的时间．
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